उच्च-शक्तीच्या फायबर लेसरची प्रणाली रचना

उच्च-शक्तीच्या फायबर लेसरची प्रणाली रचना
१、 प्रणालीची रचना
उच्च-शक्तीच्या फायबर लेझरमध्ये चार भाग असतात: पंप सोर्स, पंप कंबाइनर, गेन फायबर आणि लेझर आउटपुट हेड.
१.१ पंप स्रोत: एका लेझर डायची आउटपुट पॉवर फक्त १०W~५०W असते, आणि मागणीनुसार ६~५० डाय एकत्रित करून पॅकेज केले जातात; जर चिप्सची संख्या जास्त असेल, तर पॉवर वाढवण्यासाठी स्पेसिअल बीम कंबाइनिंग आणि पोलरायझेशन बीम कंबाइनिंग एकत्र केले जातात. एका पंप स्रोताची पॉवर दहा ते शेकडो वॅटच्या दरम्यान असते, आणि किलोवॅट पातळीचे आउटपुट मिळवण्यासाठी, १० पेक्षा जास्त पंप स्रोत सिरीजमध्ये जोडावे लागतात (जसे की रुईके लेझरमध्ये ११ पंप स्रोतांचे संयोजन वापरले जाते).
१.२ पंप कंबाइनर: फायबर फ्यूजन स्प्लिसिंग तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केलेले, अनेक पंप मॉड्यूल एकाच फायबरमध्ये ऑप्टिकली जोडलेले असतात.
१.३ गेन फायबर: याची लांबी अनेकदा ३० मीटरपेक्षा जास्त असते, ते गुंडाळून उष्णता शमन प्लेटवर निश्चित केले जाते, यासाठी अनेकदा यटरबियम डोप्ड डबल क्लॅडिंग रचना वापरली जाते: कोअरचा व्यास १०-२० μm, सिंगल मोड/फ्यू मोड वेव्हगाईड, यटरबियम आयनने डोप केलेले; आतील क्लॅडिंगचा व्यास ४०० μm पर्यंत पोहोचतो आणि त्याचा उपयोग मल्टी-मोड पंप प्रकाश प्रसारित करण्यासाठी केला जातो.
१.४ लेझर आउटपुट हेड: अंतिम लेझर आउटपुटसाठी जबाबदार असते आणि मानक इंटरफेसद्वारे प्रक्रिया उपकरणांना जोडले जाऊ शकते.
२、 मुख्य कार्यतत्त्व
२.१ प्रकाशीय प्रवर्धनासाठी रेझोनेटर: फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग्जच्या (FBGs) जोडीने बनलेला असतो: एक उच्च परावर्तन ग्रेटिंग (परावर्तनक्षमता > ९९%) लक्ष्यित तरंगलांबीचा (उदा. १०८०nm) प्रकाश गेन फायबरकडे परत परावर्तित करते; आउटपुट कपल्ड ग्रेटिंग (परावर्तनक्षमता १०%~५०%) दोलन टिकवून ठेवण्यासाठी अंशतः परावर्तित करते आणि आउटपुट तयार करण्यासाठी अंशतः पारगमित करते. पंप प्रकाश यटरबियम आयनांना उत्तेजित करून उत्स्फूर्त उत्सर्जन निर्माण करतो, आणि तरंगलांबीच्या आवश्यकता पूर्ण करणारे फोटॉन ग्रेटिंग्जमध्ये वारंवार प्रवर्धित केले जातात, ज्यामुळे अखेरीस स्थिर लेझर आउटपुट तयार होते.
२.२ मोड निवड बीमची गुणवत्ता सुनिश्चित करते: एकीकडे, लहान व्यासाच्या कोअर लेयरच्या वेव्हगाईड मर्यादेमुळे, केवळ फंडामेंटल मोडचे कमी हानी असलेले प्रसारण शक्य होते; दुसरीकडे, फंडामेंटल मोड आणि गेन माध्यम (यटरबियम आयन) यांच्यातील उच्च ओव्हरलॅपचा, तसेच उच्च-ऑर्डर मोड्सच्या उच्च हानीच्या वैशिष्ट्यांचा उपयोग करून, आणि उच्च-ऑर्डर मोड्सना आणखी फिल्टर करण्यासाठी फायबर बेंडिंग डिझाइनचा वापर करून, अखेरीस M² चे मूल्य १ च्या जवळ जाणारे उच्च-गुणवत्तेचे फंडामेंटल मोड आउटपुट मिळवले जाते.