고전력 섬유 레이저의 기술적 진화

고전력 섬유 레이저의 기술적 진화

최적화섬유 레이저구조

1, 우주 광 펌프 구조

초기 섬유 레이저는 주로 사용한 광 펌프 출력을 사용했습니다.원자 램프출력, 출력 전력은 낮습니다. 단기간에 광섬유 레이저의 출력 전력을 빠르게 향상시키기 위해 더 큰 어려움이 있습니다. 1999 년, 섬유 레이저 연구 및 개발장의 출력 전력은 처음으로 10,000 와트를 깨뜨 렸습니다. 광섬유 레이저의 구조는 주로 광학 양방향 펌핑의 사용이며, 공진기를 형성하고, 광섬유 레이저의 경사 효율을 조사하면서 58.3%에 도달했습니다.
그러나 광섬유 레이저를 개발하기위한 광섬유 펌프 라이트 및 레이저 커플 링 기술을 사용하면 섬유 레이저의 출력 전력을 효과적으로 향상시킬 수 있지만 동시에 복잡성이있어 광학 경로를 구축하는 데있어 광학 경로를 구축하기 위해 광학 경로를 구축하기 위해 광학 렌즈에 도움이되지 않는 복잡성이 있습니다. 레이저.

2, 직접 발진기 구조 및 MOPA 구조

광섬유 레이저의 개발을 통해 클래딩 파워 스트리퍼는 렌즈 구성 요소를 점차 교체하여 섬유 레이저의 개발 단계를 단순화하고 섬유 레이저의 유지 보수 효율을 간접적으로 개선했습니다. 이 개발 경향은 섬유 레이저의 점진적인 실용성을 상징합니다. 직접 발진기 구조와 MOPA 구조는 시장에서 가장 일반적인 섬유 레이저의 두 가지 구조입니다. 직접 발진기 구조는 격자가 진동 과정에서 파장을 선택한 다음 선택된 파장을 출력하는 반면, MOPA는 종자 표시등으로 격자에 의해 선택된 파장을 사용하고, 시드 라이트는 첫 번째 앰프의 작용 하에서 증폭되므로 광섬유 레이저의 작용에 따라 특정 extent로 개선됩니다. 오랜 기간 동안, MPOA 구조를 갖는 섬유 레이저는 고출력 섬유 레이저에 대한 선호되는 구조로 사용되어왔다. 그러나 후속 연구에 따르면이 구조의 고전력 출력은 섬유 레이저 내부의 공간 분포의 불안정성을 쉽게 초래할 수 있으며 출력 레이저 밝기는 어느 정도 영향을받을 것이며, 이는 또한 고출력 출력 효과에 직접적인 영향을 미칩니다.

펌핑 기술 개발과 함께

초기 Ytterbium-Doped Fiber Laser의 펌핑 파장은 일반적으로 915nm 또는 975nm이지만,이 두 펌핑 파장은 Ytterbium 이온의 흡수 피크이므로 직접 펌핑이라고 불리며, 직접 펌핑은 양자 손실로 인해 널리 사용되지 않았습니다. 대역 내 펌핑 기술은 직접 펌핑 기술의 확장으로, 펌핑 파장과 전송 파장 사이의 파장이 유사하고 대역 내 펌핑의 양자 손실 속도는 직접 펌핑의 양보다 작습니다.

고전 파이버 레이저기술 개발 병목 현상

섬유 레이저는 군사, 의료 및 기타 산업에서 적용 가치가 높지만 중국은 거의 30 년의 기술 연구 및 개발을 통해 광범위한 광섬유 적용을 촉진했지만, 섬유 레이저를 더 높은 전력을 출력 할 수있게하려면 기존 기술에 여전히 많은 병목 현상이 있습니다. 예를 들어, 섬유 레이저의 출력 전력이 단일 섬유 단일 모드 36.6kW에 도달 할 수 있는지 여부; 파이버 레이저 출력 전력에 대한 펌핑 전력의 영향; 광섬유 레이저의 출력 전력에 대한 열 렌즈의 영향.

또한, 광섬유 레이저의 고출력 출력 기술에 대한 연구는 또한 횡 모드 및 광자 어두워 진 효과의 안정성을 고려해야합니다. 조사를 통해 횡단 모드 불안정성의 영향 계수는 섬유 가열이며, 광자 어두워 진 효과는 주로 광섬유 레이저가 지속적으로 수백 와트 또는 몇 킬로와트의 전력을 출력 할 때, 출력 전력은 빠른 감소 트렌드를 보여주고, 광섬유 라우터의 연속 전력 출력에 대한 어느 정도의 한계가 있습니다.

광자 어두워 진 효과의 특정 원인은 현재 명확하게 정의되지 않았지만, 대부분의 사람들은 산소 결함 센터와 전하 전달 흡수가 광자 어두워 진 효과의 발생을 초래할 수 있다고 생각합니다. 이 두 가지 요인에서, 광자 어두워 진 효과를 억제하기위한 다음과 같은 방법이 제안된다. 전하 전달 흡수를 피하기 위해 알루미늄, 인 등 등과 같은 최적화 된 활성 섬유를 테스트하고 적용하면 특정 표준은 몇 시간 동안 3kW 전력 출력을 유지하고 100 시간 동안 1kW 전력 출력을 유지하는 것입니다.