טכנולוגיית חבילת סיבים משפרת את העוצמה והבהירות של לייזר מוליכים למחצה כחולים

טכנולוגיית חבילת סיבים משפרת את העוצמה והבהירות שללייזר מוליך למחצה כחול

עיצוב קרן באמצעות אורך גל זהה או קרוב שללייזרהיחידה היא הבסיס לשילוב קרני לייזר מרובות של אורכי גל שונים. ביניהם, חיבור קרן מרחבי הוא ערימת קרני לייזר מרובות בחלל כדי להגביר את ההספק, אך עלול לגרום לירידה באיכות הקרן. על ידי שימוש במאפיין הקיטוב הליניארי שללייזר מוליכים למחצה, ניתן להגדיל את העוצמה של שתי אלומות שכיוון הרטט שלהן מאונך זו לזו כמעט פי שניים, בעוד איכות האלומה נשארת ללא שינוי. Fiber Bundle הוא מכשיר סיבים שהוכן על בסיס Taper Fused Fiber Bundle (TFB). זה להפשיט צרור של שכבת ציפוי סיבים אופטיים, ולאחר מכן מסודרים יחד בצורה מסוימת, מחוממים בטמפרטורה גבוהה כדי להמיס אותו, תוך מתיחת צרור הסיבים האופטיים בכיוון ההפוך, אזור החימום של הסיבים האופטיים נמס לתוך קונוס התמזג. צרור סיבים אופטיים. לאחר חיתוך המותניים של החרוט, נתיך את קצה פלט החרוט עם סיב פלט. טכנולוגיית איסוף סיבים יכולה לשלב חבילות סיבים בודדות מרובות לצרור בקוטר גדול, ובכך להשיג העברת כוח אופטי גבוה יותר. איור 1 הוא התרשים הסכמטי שללייזר כחולטכנולוגיית סיבים.

טכניקת שילוב האלומה הספקטרלית משתמשת באלמנט פיזור שבב בודד כדי לשלב בו-זמנית קרני לייזר מרובות עם מרווחי אורך גל נמוכים עד 0.1 ננומטר. קרני לייזר מרובות באורכי גל שונים נופלות על האלמנט המפזר בזוויות שונות, חופפות באלמנט ואז מתעקמות ויוצאות לאותו כיוון תחת פעולת הפיזור, כך שקרן הלייזר המשולבת חופפת זו את זו בשדה הקרוב. שדה רחוק, ההספק שווה לסכום אלומות היחידה, ואיכות האלומה עקבית. על מנת לממש את שילוב האלומות הספקטרליות ברווחים צרים, סורג הדיפרקציה עם פיזור חזק משמש בדרך כלל כאלמנט שילוב האלומה, או סורג השטח בשילוב מצב משוב המראה החיצונית, ללא שליטה עצמאית על ספקטרום יחידת הלייזר, מה שמפחית את קושי ועלות.

לייזר כחול ומקור האור המרוכב שלו עם לייזר אינפרא אדום נמצאים בשימוש נרחב בתחום ריתוך מתכות לא ברזליות וייצור תוסף, שיפור יעילות המרת האנרגיה ויציבות תהליך הייצור. קצב הספיגה של לייזר כחול למתכות לא ברזליות גדל פי כמה עד עשרות מונים מזה של לייזרים באורך גל קרוב לאינפרא אדום, והוא גם משפר את טיטניום, ניקל, ברזל ומתכות אחרות במידה מסוימת. לייזרים כחולים בעלי הספק גבוה יובילו את השינוי של ייצור הלייזר, ושיפור הבהירות והפחתת עלויות הם מגמת הפיתוח העתידית. ייצור תוסף, חיפוי וריתוך של מתכות לא ברזליות יהיה בשימוש נרחב יותר.

בשלב של בהירות כחולה נמוכה ועלות גבוהה, מקור האור המרוכב של לייזר כחול ולייזר קרוב לאינפרא אדום יכול לשפר משמעותית את יעילות המרת האנרגיה של מקורות אור קיימים ואת היציבות של תהליך הייצור בהנחה של עלות ניתנת לשליטה. ישנה משמעות רבה לפתח טכנולוגיית שילוב של אלומת ספקטרום, לפתור בעיות הנדסיות ולשלב טכנולוגיית יחידת לייזר בהירות גבוהה כדי לממש מקור לייזר מוליכים למחצה כחולים בהירות גבוהה בקילווואט, ולחקור טכנולוגיה חדשה לשילוב קרן. עם הגדלת כוח ובהירות הלייזר, בין אם כמקור אור ישיר או עקיף, לייזר כחול יהיה חשוב בתחום ההגנה הלאומית והתעשייה.