วิวัฒนาการทางเทคนิคของเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูง

วิวัฒนาการทางเทคนิคของเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูง

การเพิ่มประสิทธิภาพของเลเซอร์ไฟเบอร์โครงสร้าง

1, โครงสร้างปั๊มแสงอวกาศ

เลเซอร์ไฟเบอร์ต้นส่วนใหญ่ใช้เอาต์พุตปั๊มออปติคัลเลเซอร์เอาท์พุทกำลังเอาต์พุตของมันอยู่ในระดับต่ำเพื่อปรับปรุงกำลังขับของเลเซอร์ไฟเบอร์ในช่วงเวลาสั้น ๆ มีความยากลำบากมากขึ้น ในปี 1999 กำลังผลผลิตของการวิจัยและพัฒนาไฟเบอร์เลเซอร์ทำลาย 10,000 วัตต์เป็นครั้งแรกโครงสร้างของเลเซอร์ไฟเบอร์ส่วนใหญ่ใช้การสูบน้ำแบบสองทิศทางแบบออพติคอลสร้าง resonator ด้วยการตรวจสอบประสิทธิภาพความลาดชันของเลเซอร์ไฟเบอร์ถึง 58.3%
อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการใช้แสงไฟเบอร์ปั๊มและเทคโนโลยีการมีเพศสัมพันธ์ด้วยเลเซอร์เพื่อพัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถปรับปรุงพลังเอาท์พุทของเลเซอร์ไฟเบอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความซับซ้อนซึ่งไม่เอื้อต่อการสร้างเส้นทางแสงของแสง เลเซอร์

2, โครงสร้างออสซิลเลเตอร์โดยตรงและโครงสร้าง mopa

ด้วยการพัฒนาของเลเซอร์ไฟเบอร์การปิดการปิดเครื่องปัดไฟได้ค่อยๆเปลี่ยนส่วนประกอบเลนส์ทำให้ขั้นตอนการพัฒนาของเลเซอร์ไฟเบอร์ง่ายขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพการบำรุงรักษาของเลเซอร์ไฟเบอร์ แนวโน้มการพัฒนานี้เป็นสัญลักษณ์ของการปฏิบัติจริงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของเลเซอร์ไฟเบอร์ โครงสร้างออสซิลเลเตอร์โดยตรงและโครงสร้าง mopa เป็นสองโครงสร้างที่พบบ่อยที่สุดของเลเซอร์ไฟเบอร์ในตลาด โครงสร้างออสซิลเลเตอร์โดยตรงคือตะแกรงเลือกความยาวคลื่นในกระบวนการของการแกว่งแล้วส่งออกความยาวคลื่นที่เลือกในขณะที่ mopa ใช้ความยาวคลื่นที่เลือกโดยตะแกรงเป็นแสงของเมล็ด เป็นเวลานานเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีโครงสร้าง MPOA ถูกใช้เป็นโครงสร้างที่ต้องการสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง อย่างไรก็ตามการศึกษาที่ตามมาพบว่าการส่งออกพลังงานสูงในโครงสร้างนี้เป็นเรื่องง่ายที่จะนำไปสู่ความไม่แน่นอนของการกระจายเชิงพื้นที่ภายในเลเซอร์เส้นใยและความสว่างของเลเซอร์เอาท์พุทจะได้รับผลกระทบในระดับหนึ่งซึ่งมีผลกระทบโดยตรงต่อผลกระทบพลังงานสูง

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการสูบน้ำ

ความยาวคลื่นปั๊มของเลเซอร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วย Ytterbium ในช่วงต้นมักจะเป็น 915nm หรือ 975nm แต่ความยาวคลื่นปั๊มทั้งสองนี้เป็นยอดการดูดซับของไอออน Ytterbium ดังนั้นมันจึงเรียกว่าการสูบโดยตรงการสูบโดยตรงไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง เทคโนโลยีการสูบน้ำแบบ In-Band เป็นส่วนขยายของเทคโนโลยีการสูบน้ำโดยตรงซึ่งความยาวคลื่นระหว่างความยาวคลื่นการสูบน้ำและความยาวคลื่นที่ส่งผ่านมีความคล้ายคลึงกันและอัตราการสูญเสียควอนตัมของการสูบฉีดในวงมีขนาดเล็กกว่าการสูบโดยตรง

เลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูงคอขวดพัฒนาเทคโนโลยี

แม้ว่าเลเซอร์ไฟเบอร์มีมูลค่าการใช้งานสูงในอุตสาหกรรมการแพทย์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ แต่จีนได้ส่งเสริมการประยุกต์ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์อย่างกว้างขวางผ่านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเกือบ 30 ปี แต่ถ้าคุณต้องการทำให้เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถส่งออกพลังงานที่สูงขึ้นได้ยังมีคอขวดมากมายในเทคโนโลยีที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นว่ากำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถเข้าถึงโหมดเส้นใยเดี่ยว 36.6kW ได้หรือไม่ อิทธิพลของพลังงานสูบน้ำที่มีต่อกำลังไฟเลเซอร์ไฟเบอร์ อิทธิพลของผลกระทบของเลนส์ความร้อนต่อกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ไฟเบอร์

นอกจากนี้การวิจัยเทคโนโลยีเอาท์พุทพลังงานที่สูงขึ้นของเลเซอร์ไฟเบอร์ควรพิจารณาถึงความเสถียรของโหมดตามขวางและเอฟเฟกต์การมืดโฟตอน ผ่านการตรวจสอบเป็นที่ชัดเจนว่าปัจจัยที่มีอิทธิพลของความไม่แน่นอนของโหมดตามขวางคือการให้ความร้อนของเส้นใยและเอฟเฟกต์การมืดโฟตอนส่วนใหญ่หมายถึงว่าเมื่อเลเซอร์ไฟเบอร์ส่งออกอย่างต่อเนื่องหลายร้อยวัตต์หรือหลายกิโลวัตต์ของกำลังไฟที่กำลังจะลดลงอย่างรวดเร็ว

แม้ว่าสาเหตุที่เฉพาะเจาะจงของเอฟเฟกต์การมืดโฟตอนยังไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนในปัจจุบัน แต่คนส่วนใหญ่เชื่อว่าศูนย์ความบกพร่องของออกซิเจนและการดูดกลืนการถ่ายโอนประจุสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของเอฟเฟกต์การมืดโฟตอน ในปัจจัยทั้งสองนี้วิธีการต่อไปนี้จะถูกเสนอเพื่อยับยั้งเอฟเฟกต์การมืดโฟตอน เช่นอลูมิเนียมฟอสฟอรัส ฯลฯ เพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซับการถ่ายโอนประจุจากนั้นจึงทำการทดสอบและใช้ไฟเบอร์ที่ใช้งานได้ดีที่สุดมาตรฐานเฉพาะคือการรักษากำลังขับ 3KW เป็นเวลาหลายชั่วโมงและรักษาพลังงานที่เสถียร 1kW เป็นเวลา 100 ชั่วโมง