Evolución técnica de los láseres de fibra de alta potencia.

Evolución técnica de los láseres de fibra de alta potencia.

Optimización deláser de fibraestructura

1, estructura de bomba de luz espacial

Los primeros láseres de fibra utilizaban principalmente salida de bomba óptica,láserSalida, su potencia de salida es baja, para mejorar rápidamente la potencia de salida de los láseres de fibra en un corto período de tiempo existe una mayor dificultad. En 1999, la potencia de salida del campo de investigación y desarrollo del láser de fibra superó los 10.000 vatios por primera vez. La estructura del láser de fibra se basa principalmente en el uso de bombeo óptico bidireccional, formando un resonador, con la investigación de la eficiencia de la pendiente de la fibra. el láser alcanzó el 58,3%.
Sin embargo, aunque el uso de la tecnología de acoplamiento de láser y luz de bombeo de fibra para desarrollar láseres de fibra puede mejorar efectivamente la potencia de salida de los láseres de fibra, al mismo tiempo existe una complejidad que no favorece que la lente óptica construya la ruta óptica. una vez que es necesario mover el láser en el proceso de construcción de la trayectoria óptica, también es necesario reajustar la trayectoria óptica, lo que limita la amplia aplicación de los láseres de fibra con estructura de bomba óptica.

2, estructura de oscilador directo y estructura MOPA

Con el desarrollo de los láseres de fibra, los decapantes de revestimiento han reemplazado gradualmente los componentes de las lentes, simplificando los pasos de desarrollo de los láseres de fibra y mejorando indirectamente la eficiencia de mantenimiento de los láseres de fibra. Esta tendencia de desarrollo simboliza la practicidad gradual de los láseres de fibra. La estructura de oscilador directo y la estructura MOPA son las dos estructuras de láseres de fibra más comunes en el mercado. La estructura del oscilador directo es que la rejilla selecciona la longitud de onda en el proceso de oscilación y luego emite la longitud de onda seleccionada, mientras que MOPA usa la longitud de onda seleccionada por la rejilla como luz semilla, y la luz semilla se amplifica bajo la acción de la primera. -Amplificador de nivel, por lo que la potencia de salida del láser de fibra también mejorará hasta cierto punto. Durante un largo período de tiempo, los láseres de fibra con estructura MPOA se han utilizado como estructura preferida para los láseres de fibra de alta potencia. Sin embargo, estudios posteriores han descubierto que la salida de alta potencia en esta estructura fácilmente conduce a la inestabilidad de la distribución espacial dentro del láser de fibra, y el brillo del láser de salida se verá afectado hasta cierto punto, lo que también tiene un impacto directo. sobre el efecto de salida de alta potencia.

Con el desarrollo de la tecnología de bombeo.

La longitud de onda de bombeo de los primeros láseres de fibra dopada con iterbio suele ser de 915 nm o 975 nm, pero estas dos longitudes de onda de bombeo son los picos de absorción de los iones de iterbio, por lo que se denomina bombeo directo. El bombeo directo no se ha utilizado ampliamente debido a la pérdida cuántica. La tecnología de bombeo dentro de banda es una extensión de la tecnología de bombeo directo, en la que la longitud de onda entre la longitud de onda de bombeo y la longitud de onda de transmisión es similar, y la tasa de pérdida cuántica del bombeo dentro de banda es menor que la del bombeo directo.

Láser de fibra de alta potenciacuello de botella en el desarrollo tecnológico

Aunque los láseres de fibra tienen un alto valor de aplicación en las industrias militar, médica y de otro tipo, China ha promovido la amplia aplicación de los láseres de fibra a través de casi 30 años de investigación y desarrollo tecnológico, pero si desea hacer que los láseres de fibra puedan producir mayor potencia, todavía hay muchos cuellos de botella en la tecnología existente. Por ejemplo, si la potencia de salida del láser de fibra puede alcanzar 36,6 KW monomodo de fibra única; La influencia de la potencia de bombeo en la potencia de salida del láser de fibra; La influencia del efecto de la lente térmica en la potencia de salida del láser de fibra.

Además, la investigación de la tecnología de mayor potencia de salida del láser de fibra también debe considerar la estabilidad del modo transversal y el efecto de oscurecimiento de los fotones. A través de la investigación, queda claro que el factor de influencia de la inestabilidad del modo transversal es el calentamiento de la fibra, y el efecto de oscurecimiento del fotón se refiere principalmente a que cuando el láser de fibra genera continuamente cientos de vatios o varios kilovatios de potencia, la potencia de salida mostrará una tendencia a una rápida disminución y existe un cierto grado de limitación en la salida continua de alta potencia del láser de fibra.

Aunque las causas específicas del efecto de oscurecimiento de los fotones no se han definido claramente en la actualidad, la mayoría de la gente cree que el defecto del centro de oxígeno y la absorción de transferencia de carga pueden provocar la aparición del efecto de oscurecimiento de los fotones. Sobre estos dos factores, se proponen las siguientes formas de inhibir el efecto de oscurecimiento de los fotones. Como aluminio, fósforo, etc., para evitar la absorción por transferencia de carga, y luego se prueba y aplica la fibra activa optimizada, el estándar específico es mantener una potencia de salida de 3 KW durante varias horas y mantener una potencia de salida estable de 1 KW durante 100 horas.