הרכב המערכת של לייזר סיבים בעל עוצמה גבוהה

הרכב המערכת של לייזר סיבים בעל עוצמה גבוהה
1. הרכב המערכת
לייזר סיבים בעל עוצמה גבוהה מורכב מארבעה חלקים: מקור משאבה, משלב משאבות, סיב הגברה וראש פלט לייזר
1.1 מקור משאבה: עוצמת המוצא של שבב לייזר יחיד היא רק 10W~50W, ו-6~50 שבבים ישולבו ויארזו בהתאם לדרישה; אם יש מספר גדול של שבבים, שילוב קרן מרחבית ושילוב קרן קיטוב ישולבו כדי להגדיל את ההספק. ההספק של מקור משאבה יחיד נע בין עשרות למאות וואט, וכדי להשיג תפוקה ברמת קילוואט, יש צורך לחבר יותר מ-10 מקורות משאבה בטור (כגון לייזר Ruike המשתמש בשילוב של 11 מקורות משאבה).
1.2 משלב משאבות: מיוצר באמצעות טכנולוגיית שחבור היתוך סיבים, מודולי משאבה מרובים מצומדים אופטית לאותו סיב.
1.3 סיב הגבר: באורך שלעיתים קרובות עולה על 30 מטרים, הוא יסולל ויקבע על לוח פיזור חום, לרוב באמצעות מבנה חיפוי כפול מסומם באיטביום: קוטר ליבה של 10-20 מיקרומטר, מוליך גל במצב יחיד/מצב מועט, מסומם ביוני איטביום; קוטר החיפוי הפנימי מגיע ל-400 מיקרומטר ומשמש להעברת אור משאבה רב-מצבי.
1.4 ראש פלט לייזר: אחראי על פלט הלייזר הסופי וניתן לחבר אותו לציוד עיבוד דרך ממשק סטנדרטי.
2、 עקרון העבודה המרכזי
2.1 מהוד להגברה אופטית: מורכב מזוג סריגי בראג (FBGs) מסוג סיבים: סריגת החזרה גבוהה (החזרה > 99%) מחזירה אור באורך גל המטרה (כגון 1080 ננומטר) חזרה לסיב ההגבר; סריגת פלט מצומדת (החזרה 10%~50%) מחזירה חלקית כדי לשמור על תנודה, וחלקית מעבירה ליצירת פלט. אור משאבה מעורר יוני איטרביום כדי לייצר פליטה ספונטנית, ופוטונים העומדים בדרישות אורך הגל מוגברים שוב ושוב בין הסריגים, ובסופו של דבר יוצרים פלט לייזר יציב.
2.2 בחירת מצב מבטיחה את איכות הקרן: מצד אחד, בהסתמך על מגבלת מוליך הגל של שכבת הליבה בקוטר הקטן, מתאפשרת רק העברה עם הפסדים נמוכים של המצב הבסיסי; מצד שני, על ידי ניצול החפיפה הגבוהה בין המצב הבסיסי למדיום ההגבר (יוני איטרביום), כמו גם מאפייני ההפסדים הגבוהים של מצבים מסדר גבוה יותר, בשילוב עם תכנון כיפוף סיבים כדי לסנן עוד יותר מצבים מסדר גבוה יותר, מושגת בסופו של דבר פלט במצב בסיסי באיכות גבוהה עם M² המתקרב ל-1.