เทคโนโลยีไฟเบอร์มัดช่วยเพิ่มพลังและความสว่างของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สีน้ำเงิน

เทคโนโลยีมัดไฟเบอร์ช่วยเพิ่มพลังและความสว่างของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์สีน้ำเงิน

การสร้างรูปร่างลำแสงโดยใช้ความยาวคลื่นเดียวกันหรือใกล้เคียงกันเลเซอร์หน่วยเป็นพื้นฐานของการรวมลำแสงเลเซอร์หลายลำที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ในจำนวนนี้ การเชื่อมลำแสงเชิงพื้นที่คือการซ้อนลำแสงเลเซอร์หลายลำในอวกาศเพื่อเพิ่มกำลัง แต่ก็อาจทำให้คุณภาพของลำแสงลดลงได้ โดยใช้ลักษณะโพลาไรเซชันเชิงเส้นของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังของลำแสงสองลำที่มีทิศทางการสั่นสะเทือนตั้งฉากกันสามารถเพิ่มขึ้นได้เกือบสองเท่าในขณะที่คุณภาพของลำแสงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ตัวรวมไฟเบอร์เป็นอุปกรณ์ไฟเบอร์ที่เตรียมขึ้นบนพื้นฐานของ Taper Fused Fiber Bundler (TFB) ซึ่งทำหน้าที่ลอกชั้นเคลือบไฟเบอร์ออปติกออกจากมัด แล้วจัดเรียงเข้าด้วยกันในลักษณะที่กำหนด ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ละลาย ในขณะที่ยืดมัดไฟเบอร์ออปติกไปในทิศทางตรงข้าม พื้นที่ทำความร้อนไฟเบอร์ออปติกจะละลายเป็นมัดไฟเบอร์ออปติกแบบกรวยหลอมรวม หลังจากตัดเอวกรวยแล้ว ให้หลอมปลายเอาต์พุตกรวยกับไฟเบอร์เอาต์พุต เทคโนโลยีการรวมไฟเบอร์สามารถรวมมัดไฟเบอร์เดี่ยวหลายมัดเข้าเป็นมัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ จึงทำให้ส่งพลังงานแสงได้สูงขึ้น รูปที่ 1 เป็นแผนผังของเลเซอร์สีฟ้าเทคโนโลยีไฟเบอร์

เทคนิคการรวมลำแสงสเปกตรัมใช้ชิปตัวกระจายตัวเดียวเพื่อรวมลำแสงเลเซอร์หลายลำที่มีช่วงความยาวคลื่นต่ำถึง 0.1 นาโนเมตรพร้อมกัน ลำแสงเลเซอร์หลายลำที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะตกกระทบกับองค์ประกอบการกระจายตัวในมุมที่ต่างกัน ทับซ้อนกันที่องค์ประกอบ จากนั้นจึงเลี้ยวเบนและส่งออกในทิศทางเดียวกันภายใต้การกระทำของการกระจายตัว ทำให้ลำแสงเลเซอร์ที่รวมกันทับซ้อนกันในสนามใกล้และสนามไกล มีกำลังเท่ากับผลรวมของลำแสงแต่ละหน่วย และคุณภาพของลำแสงจะสม่ำเสมอ เพื่อให้ได้ลำแสงสเปกตรัมที่รวมกันในระยะห่างแคบ มักใช้กริดการเลี้ยวเบนที่มีการกระจายตัวสูงเป็นองค์ประกอบการรวมลำแสง หรือกริดพื้นผิวที่รวมกับโหมดข้อเสนอแนะกระจกภายนอก โดยไม่ต้องควบคุมสเปกตรัมของหน่วยเลเซอร์อย่างอิสระ ทำให้ลดความยากและต้นทุนลง

เลเซอร์สีน้ำเงินและแหล่งกำเนิดแสงคอมโพสิตพร้อมเลเซอร์อินฟราเรดใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการเชื่อมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและการผลิตแบบเติมแต่ง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานและความเสถียรของกระบวนการผลิต อัตราการดูดซับของเลเซอร์สีน้ำเงินสำหรับโลหะที่ไม่ใช่เหล็กเพิ่มขึ้นหลายเท่าถึงสิบเท่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด และยังปรับปรุงไททาเนียม นิกเกิล เหล็ก และโลหะอื่นๆ ในระดับหนึ่ง เลเซอร์สีน้ำเงินกำลังสูงจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการผลิตด้วยเลเซอร์ และการปรับปรุงความสว่างและลดต้นทุนเป็นแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต การผลิตแบบเติมแต่ง การหุ้ม และการเชื่อมโลหะที่ไม่ใช่เหล็กจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น

ในระยะที่มีความสว่างสีน้ำเงินต่ำและต้นทุนสูง แหล่งกำเนิดแสงแบบผสมของเลเซอร์สีน้ำเงินและเลเซอร์อินฟราเรดใกล้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของแหล่งกำเนิดแสงที่มีอยู่และความเสถียรของกระบวนการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญภายใต้สมมติฐานของต้นทุนที่ควบคุมได้ การพัฒนาเทคโนโลยีการรวมลำแสงสเปกตรัม แก้ปัญหาทางวิศวกรรม และรวมเทคโนโลยียูนิตเลเซอร์ความสว่างสูงเพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดแสงเซมิคอนดักเตอร์สีน้ำเงินความสว่างสูงกิโลวัตต์ และสำรวจเทคโนโลยีการรวมลำแสงใหม่นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ด้วยกำลังและความสว่างของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้น ไม่ว่าจะเป็นแหล่งกำเนิดแสงโดยตรงหรือโดยอ้อม เลเซอร์สีน้ำเงินจะมีความสำคัญในด้านการป้องกันประเทศและอุตสาหกรรม