אבולוציה טכנית של לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה

אבולוציה טכנית של לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה

אופטימיזציה שללייזר סיביםמִבְנֶה

1, מבנה משאבת אור חלל

לייזרים סיבים מוקדמים השתמשו בעיקר בפלט משאבה אופטית,לייזרתפוקה, הספק המוצא שלו נמוך, על מנת לשפר במהירות את עוצמת המוצא של לייזרים סיבים בפרק זמן קצר יש קושי גדול יותר. בשנת 1999, עוצמת הפלט של תחום המחקר והפיתוח של לייזר סיבים שבר 10,000 וואט בפעם הראשונה, מבנה הלייזר סיב הוא בעיקר שימוש בשאיבה דו-כיוונית אופטית, יצירת תהודה, תוך חקירת יעילות השיפוע של הסיב הלייזר הגיע ל-58.3%.
עם זאת, למרות שהשימוש בטכנולוגיית צימוד של משאבת סיבים ולייזר לפיתוח לייזרים סיבים יכול לשפר ביעילות את כוח הפלט של לייזרים סיבים, אך יחד עם זאת יש מורכבות, שאינה תורמת לעדשה האופטית לבנות את הנתיב האופטי, ברגע שצריך להזיז את הלייזר בתהליך בניית הנתיב האופטי, אזי צריך גם להתאים מחדש את הנתיב האופטי, מה שמגביל את היישום הרחב של לייזרים סיבים במבנה משאבה אופטית.

2, מבנה מתנד ישיר ומבנה MOPA

עם הפיתוח של לייזרים סיבים, מחשופי כוח חיפוי החליפו בהדרגה את רכיבי העדשות, מפשטים את שלבי הפיתוח של לייזרים סיבים ומשפרים בעקיפין את יעילות התחזוקה של לייזרים סיבים. מגמת פיתוח זו מסמלת את המעשיות ההדרגתית של לייזרים סיבים. מבנה מתנד ישיר ומבנה MOPA הם שני המבנים הנפוצים ביותר של לייזרים סיבים בשוק. מבנה המתנד הישיר הוא שהסריג בוחר את אורך הגל בתהליך התנודה, ואז מוציא את אורך הגל הנבחר, בעוד MOPA משתמש באורך הגל שנבחר על ידי הסורג כאור הזרע, ואור הזרע מוגבר תחת פעולתו של הראשון מגבר ברמה גבוהה, כך שגם הספק המוצא של לייזר הסיבים ישתפר במידה מסוימת. במשך תקופה ארוכה, לייזרי סיבים בעלי מבנה MPOA שימשו כמבנה המועדף עבור לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה. עם זאת, מחקרים שלאחר מכן מצאו שקל להוביל את תפוקת ההספק הגבוהה במבנה זה לאי-יציבות של ההתפלגות המרחבית בתוך לייזר הסיבים, ובהירות לייזר הפלט תושפע במידה מסוימת, אשר גם היא משפיעה ישירות על אפקט הספק הגבוה.

עם התפתחות טכנולוגיית השאיבה

אורך הגל השאיבה של לייזר הסיבים המוקדם עם איטרביום הוא בדרך כלל 915 ננומטר או 975 ננומטר, אך שני אורכי גל השאיבה הללו הם שיאי הספיגה של יוני איטרביום, אז זה נקרא שאיבה ישירה, שאיבה ישירה לא הייתה בשימוש נרחב בגלל ההפסד הקוונטי. טכנולוגיית השאיבה בתוך הרצועה היא הרחבה של טכנולוגיית השאיבה הישירה, שבה אורך הגל בין אורך הגל השאיבה ואורך הגל המשדר דומה, ושיעור ההפסד הקוונטי של שאיבה בפס קטן מזה של שאיבה ישירה.

לייזר סיב בעל הספק גבוהצוואר בקבוק לפיתוח טכנולוגי

למרות שללייזרי סיבים יש ערך יישום גבוה בתעשיות צבאיות, רפואיות ואחרות, סין קידמה את היישום הרחב של לייזרים סיבים במהלך כמעט 30 שנות מחקר ופיתוח טכנולוגיים, אבל אם אתה רוצה לגרום ללייזרי סיבים להפיק כוח גבוה יותר, עדיין יש צווארי בקבוק רבים בטכנולוגיה הקיימת. לדוגמה, האם הספק המוצא של לייזר הסיבים יכול להגיע למצב חד-סיבי של 36.6KW; השפעת כוח השאיבה על כוח פלט לייזר סיבים; השפעת השפעת העדשה התרמית על כוח הפלט של לייזר סיבים.

בנוסף, המחקר של טכנולוגיית פלט הספק גבוה יותר של לייזר סיבים צריך לשקול גם את היציבות של מצב רוחבי ואפקט הכהה פוטון. באמצעות חקירה, ברור שגורם ההשפעה של חוסר היציבות של המצב הרוחבי הוא חימום הסיבים, ואפקט החשיכת הפוטונים מתייחס בעיקר לכך שכאשר לייזר הסיבים מוציא ברציפות מאות וואט או כמה קילוואט של כוח, הספק המוצא יראה מגמת ירידה מהירה, וקיימת מידה מסוימת של הגבלה על תפוקת הכוח הגבוהה המתמשכת של הלייזר הסיב.

למרות שהסיבות הספציפיות לאפקט הכהה פוטון לא הוגדרו בבירור כיום, רוב האנשים מאמינים שמרכז פגם בחמצן וספיגת העברת המטען יכולים להוביל להופעת אפקט הכהה פוטון. על שני גורמים אלה, מוצעות הדרכים הבאות לעכב את אפקט החשיכת הפוטונים. כגון אלומיניום, זרחן וכו', כדי למנוע ספיגת העברת מטען, ולאחר מכן נבדק ומיושם הסיב הפעיל האופטימלי, התקן הספציפי הוא לשמור על תפוקת הספק של 3KW למשך מספר שעות ולשמור על תפוקה יציבה של 1KW למשך 100 שעות.