Evolución técnica de láseres de fibra de alta potencia

Evolución técnica de láseres de fibra de alta potencia

Optimización deláser de fibraestructura

1, estructura de la bomba de luz espacial

Los láseres de fibra tempranos utilizan principalmente la salida de la 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 rompió 10,000 vatios por primera vez, la estructura del láser de fibra es principalmente el uso de bombeo bidireccional óptico, formando un resonador, con la investigación de la eficiencia de la pendiente del láser de fibra alcanzó el 58.3%.
However, although the use of fiber pump light and laser coupling technology to develop fiber lasers can effectively improve the output power of fiber lasers, but at the same time there is complexity, which is not conducive to the optical lens to build the optical path, once the laser needs to be moved in the process of building the optical path, then the optical path also needs to be re-adjusted, which limits the wide application of optical pump structure Láseres de fibra.

2, estructura del oscilador directo y estructura mopa

Con el desarrollo de láseres de fibra, los strippers de potencia de revestimiento han reemplazado gradualmente los componentes de la lente, 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 del oscilador directo y la estructura MOPA son las dos estructuras más comunes de los láseres de fibra en el mercado. La estructura del oscilador directo es que la rejilla selecciona la longitud de onda en el proceso de oscilación, y luego genera la longitud de onda seleccionada, mientras que MOPA usa la longitud de onda seleccionada por la rejilla como la luz de la semilla, y la luz de la semilla se amplifica bajo la acción del amplificador de primer nivel, por lo que la potencia de salida del láser de fibra también se mejorará hasta cierto punto. Durante un largo período de tiempo, los láseres de fibra con estructura MPOA se han utilizado como la estructura preferida para los láseres de fibra de alta potencia. Sin embargo, los estudios posteriores han encontrado que la salida de alta potencia en esta estructura es fácil de conducir a la inestabilidad de la distribución espacial dentro del láser de fibra, y el brillo del láser de salida se verá afectado en cierta medida, lo que también tiene un impacto directo en el efecto de salida de alta potencia.

Con el desarrollo de la tecnología de bombeo

La longitud de onda de bombeo del láser de fibra dopado con Ytterbium temprano suele ser de 915 nm o 975 nm, pero estas dos longitudes de onda de bombeo son los picos de absorción de los iones Ytterbium, por lo que se llama bombeo directo, el bombeo directo no se ha utilizado ampliamente debido a la pérdida cuántica. La tecnología de bombeo en banda es una extensión de la tecnología de bombeo directo, en el 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 en banda es menor que la del bombeo directo.

Láser de fibra de alta potenciacuello de botella de desarrollo tecnológico

Aunque los láseres de fibra tienen un alto valor de aplicación en industrias militares, médicas y otras, han promovido la amplia aplicación de láseres de fibra a través de casi 30 años de investigación y desarrollo de tecnología, pero si desea hacer que los láseres de fibra puedan generar una potencia más alta, todavía hay muchos cuellos de botella en la tecnología existente. Por ejemplo, si la potencia de salida del láser de fibra puede alcanzar un modo único de 36.6kw de una sola fibra; La influencia de la potencia de bombeo en la potencia de salida del láser de fibra; La influencia del efecto de lente térmica en la potencia de salida del láser de fibra.

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

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