उच्च शक्ति फाइबर लेजरहरूको प्राविधिक विकास

उच्च शक्ति फाइबर लेजरहरूको प्राविधिक विकास

को अनुकूलनफाइबर लेजरसंरचना

१, स्पेस लाइट पम्प संरचना

प्रारम्भिक फाइबर लेजरहरूले प्रायः अप्टिकल पम्प आउटपुट प्रयोग गर्थे,लेजरआउटपुट, यसको आउटपुट पावर कम छ, छोटो अवधिमा फाइबर लेजरहरूको आउटपुट पावरलाई द्रुत रूपमा सुधार गर्न ठूलो कठिनाई छ। १९९९ मा, फाइबर लेजर अनुसन्धान र विकास क्षेत्रको आउटपुट पावर पहिलो पटक १०,००० वाट तोडियो, फाइबर लेजरको संरचना मुख्यतया अप्टिकल द्विदिशात्मक पम्पिङको प्रयोग हो, जसले रेजोनेटर बनाउँछ, फाइबर लेजरको ढलान दक्षताको अनुसन्धान ५८.३% पुग्यो।
यद्यपि, फाइबर लेजरहरू विकास गर्न फाइबर पम्प लाइट र लेजर कपलिंग टेक्नोलोजीको प्रयोगले फाइबर लेजरहरूको आउटपुट पावरलाई प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सक्छ, तर एकै समयमा जटिलता छ, जुन अप्टिकल लेन्सलाई अप्टिकल मार्ग निर्माण गर्न अनुकूल छैन, एक पटक अप्टिकल मार्ग निर्माण गर्ने प्रक्रियामा लेजर सार्न आवश्यक छ, त्यसपछि अप्टिकल मार्गलाई पनि पुन: समायोजन गर्न आवश्यक छ, जसले अप्टिकल पम्प संरचना फाइबर लेजरहरूको व्यापक प्रयोगलाई सीमित गर्दछ।

२, प्रत्यक्ष थरथरानवाला संरचना र MOPA संरचना

फाइबर लेजरहरूको विकाससँगै, क्ल्याडिङ पावर स्ट्रिपर्सले लेन्स कम्पोनेन्टहरूलाई बिस्तारै प्रतिस्थापन गरेका छन्, जसले फाइबर लेजरहरूको विकास चरणहरूलाई सरल बनाएको छ र अप्रत्यक्ष रूपमा फाइबर लेजरहरूको मर्मतसम्भार दक्षतामा सुधार गरेको छ। यो विकास प्रवृत्तिले फाइबर लेजरहरूको क्रमिक व्यावहारिकताको प्रतीक हो। प्रत्यक्ष ओसिलेटर संरचना र MOPA संरचना बजारमा फाइबर लेजरहरूको दुई सबैभन्दा सामान्य संरचनाहरू हुन्। प्रत्यक्ष ओसिलेटर संरचना भनेको ग्रेटिंगले दोलनको प्रक्रियामा तरंगदैर्ध्य चयन गर्दछ, र त्यसपछि चयन गरिएको तरंगदैर्ध्य आउटपुट गर्दछ, जबकि MOPA ले ग्रेटिंगद्वारा चयन गरिएको तरंगदैर्ध्यलाई बीज प्रकाशको रूपमा प्रयोग गर्दछ, र बीज प्रकाश पहिलो-स्तर एम्पलीफायरको कार्य अन्तर्गत प्रवर्धित हुन्छ, त्यसैले फाइबर लेजरको आउटपुट पावर पनि निश्चित हदसम्म सुधार गरिनेछ। लामो समयको लागि, MPOA संरचना भएका फाइबर लेजरहरूलाई उच्च-शक्ति फाइबर लेजरहरूको लागि मनपर्ने संरचनाको रूपमा प्रयोग गरिएको छ। यद्यपि, पछिल्ला अध्ययनहरूले पत्ता लगाएका छन् कि यस संरचनामा उच्च-शक्ति आउटपुटले फाइबर लेजर भित्रको स्थानिक वितरणको अस्थिरता निम्त्याउन सजिलो छ, र आउटपुट लेजरको चमक निश्चित हदसम्म प्रभावित हुनेछ, जसको उच्च-शक्ति आउटपुट प्रभावमा पनि प्रत्यक्ष प्रभाव पर्दछ।

पम्पिङ प्रविधिको विकाससँगै

प्रारम्भिक यटरबियम-डोपेड फाइबर लेजरको पम्पिङ तरंगदैर्ध्य सामान्यतया ९१५ एनएम वा ९७५ एनएम हुन्छ, तर यी दुई पम्पिङ तरंगदैर्ध्य यटरबियम आयनहरूको अवशोषण शिखर हुन्, त्यसैले यसलाई प्रत्यक्ष पम्पिङ भनिन्छ, क्वान्टम क्षतिको कारणले प्रत्यक्ष पम्पिङ व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छैन। इन-ब्यान्ड पम्पिङ प्रविधि प्रत्यक्ष पम्पिङ प्रविधिको विस्तार हो, जसमा पम्पिङ तरंगदैर्ध्य र ट्रान्समिटिङ तरंगदैर्ध्य बीचको तरंगदैर्ध्य समान हुन्छ, र इन-ब्यान्ड पम्पिङको क्वान्टम क्षति दर प्रत्यक्ष पम्पिङको भन्दा सानो हुन्छ।

उच्च शक्ति फाइबर लेजरप्रविधि विकासको अवरोध

सैन्य, चिकित्सा र अन्य उद्योगहरूमा फाइबर लेजरहरूको उच्च अनुप्रयोग मूल्य भएतापनि, चीनले लगभग ३० वर्षको प्रविधि अनुसन्धान र विकास मार्फत फाइबर लेजरहरूको व्यापक प्रयोगलाई प्रवर्द्धन गरेको छ, तर यदि तपाईं फाइबर लेजरहरूले उच्च शक्ति उत्पादन गर्न सक्छन् भन्ने चाहनुहुन्छ भने, अवस्थित प्रविधिमा अझै पनि धेरै अवरोधहरू छन्। उदाहरणका लागि, फाइबर लेजरको आउटपुट पावर एकल-फाइबर एकल-मोड ३६.६ किलोवाट पुग्न सक्छ कि सक्दैन; फाइबर लेजर आउटपुट पावरमा पम्पिङ पावरको प्रभाव; फाइबर लेजरको आउटपुट पावरमा थर्मल लेन्स प्रभावको प्रभाव।

यसको अतिरिक्त, फाइबर लेजरको उच्च पावर आउटपुट टेक्नोलोजीको अनुसन्धानले ट्रान्सभर्स मोड र फोटोन डार्कनिंग प्रभावको स्थिरतालाई पनि विचार गर्नुपर्छ। अनुसन्धान मार्फत, यो स्पष्ट छ कि ट्रान्सभर्स मोड अस्थिरताको प्रभाव कारक फाइबर तताउने हो, र फोटोन डार्कनिंग प्रभावले मुख्यतया यो बुझाउँछ कि जब फाइबर लेजरले लगातार सयौं वाट वा धेरै किलोवाट पावर आउटपुट गर्छ, आउटपुट पावरले द्रुत गिरावट प्रवृत्ति देखाउनेछ, र फाइबर लेजरको निरन्तर उच्च पावर आउटपुटमा निश्चित हदसम्म सीमा हुन्छ।

यद्यपि फोटोन डार्कनिङ प्रभावको विशिष्ट कारणहरू हाल स्पष्ट रूपमा परिभाषित गरिएको छैन, धेरैजसो मानिसहरू विश्वास गर्छन् कि अक्सिजन दोष केन्द्र र चार्ज ट्रान्सफर अवशोषणले फोटोन डार्कनिङ प्रभावको घटना निम्त्याउन सक्छ। यी दुई कारकहरूमा, फोटोन डार्कनिङ प्रभावलाई रोक्न निम्न तरिकाहरू प्रस्ताव गरिएको छ। जस्तै एल्युमिनियम, फस्फोरस, आदि, चार्ज ट्रान्सफर अवशोषणबाट बच्नको लागि, र त्यसपछि अनुकूलित सक्रिय फाइबर परीक्षण र लागू गरिन्छ, विशिष्ट मानक धेरै घण्टाको लागि 3KW पावर आउटपुट कायम राख्नु र 100 घण्टाको लागि 1KW पावर स्थिर आउटपुट कायम राख्नु हो।