התפתחות טכנית של לייזרי סיבי חשמל גבוהים

התפתחות טכנית של לייזרי סיבי חשמל גבוהים

אופטימיזציה שללייזר סיביםמִבְנֶה

1, מבנה משאבת אור חלל

לייזרי סיבים מוקדמים השתמשו בעיקר בתפוקת משאבה אופטית,לייזרתפוקה, כוח הפלט שלו נמוך, על מנת לשפר במהירות את כוח הפלט של לייזרי סיבים בפרק זמן קצר יש קושי גדול יותר. בשנת 1999, כוח התפוקה של תחום המחקר והפיתוח של לייזר סיבים שבר לראשונה 10,000 וואט, מבנה לייזר הסיבים הוא בעיקר השימוש בשאיבה דו כיוונית אופטית, ויוצר תהודה, עם חקירת יעילות המדרון של לייזר הסיבים הגיעה ל -58.3%.
עם זאת, אף על פי שהשימוש בטכנולוגיית צירוף משאבת סיבים של סיבים ופיתוח לייזרי סיבים יכול לשפר ביעילות את כוח התפוקה של לייזרי סיבים, אך יחד עם זאת יש מורכבות, שאינה תורמת לעדשה האופטית לבנות את הנתיב האופטי, לאחר שהאפיינה הצריכה להתייצב בתהליך של נתיב אופטי. לייזרי סיבים.

2, מבנה מתנד ישיר ומבנה MOPA

עם פיתוח לייזרי סיבים, חשפניות כוח חיפוי החליפו בהדרגה את רכיבי העדשות, תוך פישוט שלבי הפיתוח של לייזרי סיבים ושיפור בעקיפין את יעילות התחזוקה של לייזרי סיבים. מגמת פיתוח זו מסמלת את המעשיות ההדרגתית של לייזרי סיבים. מבנה מתנד ישיר ומבנה MOPA הם שני המבנים הנפוצים ביותר של לייזרי סיבים בשוק. מבנה המתנד הישיר הוא שהסורג בוחר את אורך הגל בתהליך התנודה, ואז מוציא את אורך הגל שנבחר, ואילו MOPA משתמש באורך הגל שנבחר על ידי הגרידה כאור הזרע, ונורת הזרע מוגברת תחת הפעולה של מגבר הגובה הראשון, כך גם כוח הפלט של לייזר הסיבים יוחלף גם למרחב מסוים. במשך תקופה ארוכה, לייזרי סיבים עם מבנה MPOA שימשו כמבנה המועדף על לייזרי סיבים בעלי עוצמה גבוהה. עם זאת, מחקרים שלאחר מכן מצאו כי תפוקת העוצמה הגבוהה במבנה זה קלה להוביל לחוסר היציבות של ההתפלגות המרחבית בתוך לייזר הסיבים, ובהירות לייזר הפלט תושפע במידה מסוימת, מה שיש לו גם השפעה ישירה על אפקט התפוקה הגבוה.

עם פיתוח טכנולוגיית שאיבה

אורך הגל השאיבה של לייזר הסיבים המסוממים של ytterbium הוא בדרך כלל 915 ננומטר או 975 ננומטר, אך שני אורכי הגל השאיבה הללו הם פסגות הקליטה של ​​יוני ytterbium, כך שהוא נקרא שאיבה ישירה, שאיבה ישירה לא נעשה שימוש נרחב בגלל אובדן הקוונטום. טכנולוגיית השאיבה הפנימית היא הרחבה של טכנולוגיית שאיבה ישירה, בה אורך הגל בין אורך הגל השאיבה לאורך הגל המשדר דומה, וקצב האובדן הקוונטי של שאיבת פס קטן יותר מזה של שאיבה ישירה.

לייזר סיבי עוצמה גבוההצוואר בקבוק פיתוח טכנולוגי

למרות שלייזרי סיבים יש ערך יישום גבוה בענפים צבאיים, רפואיים ואחרים, סין קידמה את היישום הרחב של לייזרי סיבים דרך כמעט 30 שנה של מחקר ופיתוח טכנולוגי, אך אם ברצונך להכין לייזרי סיבים יכולים להפעיל כוח גבוה יותר, ישנם עדיין צווארי בקבוק רבים בטכנולוגיה הקיימת. לדוגמה, האם כוח הפלט של לייזר הסיבים יכול להגיע למצב חד-סיבי יחיד 36.6kW; ההשפעה של כוח שאיבה על כוח תפוקת לייזר סיבים; ההשפעה של השפעת העדשה התרמית על כוח הפלט של לייזר סיבים.

בנוסף, המחקר של טכנולוגיית תפוקת חשמל גבוהה יותר של לייזר סיבים צריך לשקול גם את היציבות של מצב רוחבי ואפקט החשכה של פוטון. באמצעות חקירה, ברור כי גורם ההשפעה של חוסר היציבות במצב רוחבי הוא חימום הסיבים, ואפקט החשיכה של פוטון מתייחס בעיקר לזה שכאשר לייזר הסיבים מפלט ברציפות מאות וואט או כמה קילוואט של כוח, כוח הפלט יראה מגמת ירידה מהירה, וישנה דרגה מסוימת של מגבלה על תפוקת הכוח הגבוהה של סיב.

אף על פי שהגורמים הספציפיים להשפעה של חשיכה של פוטון לא הוגדרו בבירור כרגע, רוב האנשים מאמינים כי ספיגת פגמי החמצן וספיגת העברת מטען עלולה להוביל להתרחשות אפקט החשיכה של פוטון. בשני גורמים אלה מוצעות הדרכים הבאות לעכב את אפקט החשיכה של פוטון. כמו אלומיניום, זרחן וכו ', כדי להימנע מספיגת העברת מטען, ואז הסיב הפעיל המותאם נבדק ומופעל, התקן הספציפי הוא לשמור על תפוקת חשמל של 3 קילוואט למשך מספר שעות ולשמור על תפוקה יציבה של 1 קילוואט למשך 100 שעות.