उच्च शक्तीच्या फायबर लेसरची तांत्रिक उत्क्रांती

उच्च शक्तीच्या फायबर लेसरची तांत्रिक उत्क्रांती

चे ऑप्टिमायझेशनफायबर लेसररचना

१, स्पेस लाईट पंप स्ट्रक्चर

सुरुवातीच्या फायबर लेसरमध्ये बहुतेकदा ऑप्टिकल पंप आउटपुट वापरला जात असे,लेसरआउटपुट, त्याची आउटपुट पॉवर कमी आहे, कमी कालावधीत फायबर लेसरची आउटपुट पॉवर जलद सुधारण्यासाठी मोठी अडचण आहे. १९९९ मध्ये, फायबर लेसर संशोधन आणि विकास क्षेत्राची आउटपुट पॉवर प्रथमच १०,००० वॅट्सने कमी झाली, फायबर लेसरची रचना प्रामुख्याने ऑप्टिकल द्विदिशात्मक पंपिंगचा वापर आहे, ज्यामुळे रेझोनेटर तयार होतो, फायबर लेसरच्या उतार कार्यक्षमतेचा तपास ५८.३% पर्यंत पोहोचला.
तथापि, फायबर लेसर विकसित करण्यासाठी फायबर पंप लाईट आणि लेसर कपलिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केल्याने फायबर लेसरची आउटपुट पॉवर प्रभावीपणे सुधारू शकते, परंतु त्याच वेळी गुंतागुंत आहे, जी ऑप्टिकल लेन्सला ऑप्टिकल मार्ग तयार करण्यासाठी अनुकूल नाही, एकदा लेसरला ऑप्टिकल मार्ग तयार करण्याच्या प्रक्रियेत हलवावे लागले की, ऑप्टिकल मार्ग देखील पुन्हा समायोजित करावा लागतो, ज्यामुळे ऑप्टिकल पंप स्ट्रक्चर फायबर लेसरचा विस्तृत वापर मर्यादित होतो.

२, डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चर आणि एमओपीए स्ट्रक्चर

फायबर लेसरच्या विकासासह, क्लॅडिंग पॉवर स्ट्रिपर्सनी हळूहळू लेन्स घटकांची जागा घेतली आहे, ज्यामुळे फायबर लेसरच्या विकासाचे टप्पे सोपे झाले आहेत आणि अप्रत्यक्षपणे फायबर लेसरची देखभाल कार्यक्षमता सुधारली आहे. हा विकास ट्रेंड फायबर लेसरच्या हळूहळू व्यावहारिकतेचे प्रतीक आहे. डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चर आणि एमओपीए स्ट्रक्चर ही बाजारात फायबर लेसरच्या दोन सर्वात सामान्य रचना आहेत. डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चर अशी आहे की ग्रेटिंग दोलन प्रक्रियेत तरंगलांबी निवडते आणि नंतर निवडलेल्या तरंगलांबी आउटपुट करते, तर एमओपीए ग्रेटिंगने निवडलेल्या तरंगलांबीला सीड लाइट म्हणून वापरते आणि सीड लाइट प्रथम-स्तरीय अॅम्प्लिफायरच्या कृती अंतर्गत वाढवला जातो, त्यामुळे फायबर लेसरची आउटपुट पॉवर देखील काही प्रमाणात सुधारली जाईल. दीर्घ कालावधीसाठी, एमपीओए स्ट्रक्चर असलेले फायबर लेसर उच्च-शक्ती फायबर लेसरसाठी पसंतीची रचना म्हणून वापरले गेले आहेत. तथापि, त्यानंतरच्या अभ्यासातून असे आढळून आले आहे की या संरचनेतील उच्च-शक्ती आउटपुट फायबर लेसरच्या आत स्थानिक वितरणाची अस्थिरता निर्माण करण्यास सोपे आहे आणि आउटपुट लेसर ब्राइटनेस काही प्रमाणात प्रभावित होईल, ज्याचा थेट परिणाम उच्च-शक्ती आउटपुट प्रभावावर देखील होतो.

पंपिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासासह

सुरुवातीच्या यटरबियम-डोपेड फायबर लेसरची पंपिंग तरंगलांबी सहसा 915nm किंवा 975nm असते, परंतु या दोन पंपिंग तरंगलांबी यटरबियम आयनांच्या शोषण शिखर आहेत, म्हणून त्याला डायरेक्ट पंपिंग म्हणतात, क्वांटम लॉसमुळे डायरेक्ट पंपिंगचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला नाही. इन-बँड पंपिंग तंत्रज्ञान हे डायरेक्ट पंपिंग तंत्रज्ञानाचा विस्तार आहे, ज्यामध्ये पंपिंग तरंगलांबी आणि ट्रान्समिटिंग तरंगलांबीमधील तरंगलांबी समान असते आणि इन-बँड पंपिंगचा क्वांटम लॉस रेट डायरेक्ट पंपिंगपेक्षा लहान असतो.

उच्च शक्तीचे फायबर लेसरतंत्रज्ञान विकासातील अडथळा

जरी लष्करी, वैद्यकीय आणि इतर उद्योगांमध्ये फायबर लेसरचे उच्च अनुप्रयोग मूल्य असले तरी, चीनने जवळजवळ 30 वर्षांच्या तंत्रज्ञान संशोधन आणि विकासाद्वारे फायबर लेसरच्या विस्तृत अनुप्रयोगाला प्रोत्साहन दिले आहे, परंतु जर तुम्हाला फायबर लेसर उच्च शक्ती आउटपुट करू शकतील असे बनवायचे असेल, तर विद्यमान तंत्रज्ञानात अजूनही अनेक अडथळे आहेत. उदाहरणार्थ, फायबर लेसरची आउटपुट पॉवर सिंगल-फायबर सिंगल-मोड 36.6KW पर्यंत पोहोचू शकते का; फायबर लेसर आउटपुट पॉवरवर पंपिंग पॉवरचा प्रभाव; फायबर लेसरच्या आउटपुट पॉवरवर थर्मल लेन्सच्या प्रभावाचा प्रभाव.

याव्यतिरिक्त, फायबर लेसरच्या उच्च पॉवर आउटपुट तंत्रज्ञानाच्या संशोधनात ट्रान्सव्हर्स मोडची स्थिरता आणि फोटॉन डार्कनिंग इफेक्टचा देखील विचार केला पाहिजे. तपासणीद्वारे, हे स्पष्ट होते की ट्रान्सव्हर्स मोड अस्थिरतेचा प्रभाव घटक फायबर हीटिंग आहे आणि फोटॉन डार्कनिंग इफेक्ट मुख्यतः असा संदर्भ देते की जेव्हा फायबर लेसर सतत शेकडो वॅट्स किंवा अनेक किलोवॅट पॉवर आउटपुट करतो तेव्हा आउटपुट पॉवरमध्ये जलद घट दिसून येईल आणि फायबर लेसरच्या सतत उच्च पॉवर आउटपुटवर काही प्रमाणात मर्यादा असते.

जरी सध्या फोटॉन डार्कनिंग इफेक्टची विशिष्ट कारणे स्पष्टपणे परिभाषित केलेली नसली तरी, बहुतेक लोकांचा असा विश्वास आहे की ऑक्सिजन दोष केंद्र आणि चार्ज ट्रान्सफर शोषणामुळे फोटॉन डार्कनिंग इफेक्ट होऊ शकतो. या दोन घटकांवर, फोटॉन डार्कनिंग इफेक्ट रोखण्यासाठी खालील मार्ग प्रस्तावित आहेत. जसे की अॅल्युमिनियम, फॉस्फरस इ., जेणेकरून चार्ज ट्रान्सफर शोषण टाळता येईल आणि नंतर ऑप्टिमाइझ केलेले सक्रिय फायबर तपासले जाईल आणि लागू केले जाईल, विशिष्ट मानक म्हणजे अनेक तासांसाठी 3KW पॉवर आउटपुट राखणे आणि 100 तासांसाठी 1KW पॉवर स्थिर आउटपुट राखणे.