Ypač didelėms galioms šerdies plotas turi būti pakankamai didelis, nes šviesos intensyvumas bus labai didelis, o dar viena priežastis yra ta, kad dvigubo dengimo pluoštuose yra didelis apmušalų ir šerdies ploto santykis, todėl siurblio sugertis yra maža. Kai šerdies plotas yra maždaug keli tūkstančiai kvadratinių mikrometrų, galima naudoti vienmodį pluošto šerdį. Naudojant daugiamodį pluoštą, kai režimo sritis yra gana didelė, galima gauti geros kokybės išvesties spindulį, o šviesos banga daugiausia yra pagrindinis režimas. (Aukštesnės eilės režimų sužadinimas tam tikru mastu galimas ir apvijant šviesolaidį, išskyrus stipraus režimo sujungimą esant didelėms galioms) Didėjant režimo sričiai, pluošto kokybė nebegali likti ribojama difrakcija, bet lyginama. į Pvz., lazerinių lazerių, veikiančių panašiu galios intensyvumu, gaunamo pluošto kokybė vis dar yra gana gera.
Yra keletas variantų, kaip įpurkšti labai didelės galios siurblio šviesą. Lengviausias būdas yra siurbti dangą tiesiai prie pluošto prievado. Šis metodas nereikalauja specialių pluošto komponentų, tačiau didelės galios siurblio šviesa turi sklisti ore, ypač oro ir stiklo sąsaja, kuri yra labai jautri dulkėms arba nesuderinamumui. Daugeliu atvejų pageidautina naudoti su pluoštu sujungtą siurblio diodą, kad siurblio šviesa visada būtų perduodama skaiduloje. Kitas variantas yra tiekti siurblio šviesą į pasyvųjį pluoštą (be legiruoto) ir apvynioti pasyvųjį pluoštą aplink legiruotą pluoštą, kad siurblio šviesa palaipsniui būtų perkelta į legiruotą pluoštą. Yra keletas būdų, kaip naudoti specialų siurblio kombinuotą įrenginį, kad būtų galima sujungti kai kurias siurblio skaidulas ir legiruoto signalo skaidulas. Yra ir kitų metodų, pagrįstų šoninėmis pumpuojamomis pluošto ritėmis (pluošto disko lazeriais) arba siurblio apvalkalo grioveliais, kad būtų galima įpurkšti siurblio šviesą. Pastaroji technika leidžia įpurškti siurblio šviesą iš kelių taškų, taip geriau paskirstant šiluminę apkrovą.
2 paveikslas: didelės galios dvigubo pluošto stiprintuvo sąrankos schema, kai siurblio šviesa patenka į skaidulų prievadą per laisvą erdvę. Dujinio stiklo sąsaja turi būti griežtai išlyginta ir švari.
Palyginti visus siurblio šviesos įpurškimo būdus yra sudėtinga, nes yra daug aspektų: perdavimo efektyvumas, ryškumo praradimas, apdorojimo paprastumas, lankstus veikimas, galimi atspindžiai atgal, šviesos nutekėjimas iš pluošto šerdies į siurblio šviesos šaltinį, Išsaugokite pasirinkimą poliarizacija ir kt.
Nors pastaruoju metu didelės galios šviesolaidinių įrenginių plėtra buvo labai sparti, vis dar yra tam tikrų apribojimų, trukdančių tolesnei plėtrai:
Didelės galios šviesolaidinių įrenginių šviesos intensyvumas gerokai pagerėjo. Dabar dažniausiai galima pasiekti materialinės žalos ribą. Todėl reikia padidinti režimo sritį (didelio režimo ploto skaidulos), tačiau šis metodas turi apribojimų, kai reikalinga aukšto pluošto kokybė.
Galios nuostoliai vienam ilgio vienetui pasiekė 100 W/m, todėl pluošte atsiranda stiprus šiluminis poveikis. Vandens aušinimo naudojimas gali labai pagerinti galią. Ilgesnius pluoštus su mažesne dopingo koncentracija lengviau atvėsinti, tačiau tai padidina netiesinį poveikį.
Ne griežtai vienmodžių skaidulų atveju yra modalinis nestabilumas, kai išėjimo galia yra didesnė už tam tikrą slenkstį, paprastai kelis šimtus vatų. Režimo nestabilumas sukelia staigų pluošto kokybės sumažėjimą, kuris yra pluošto šiluminių grotelių (kurios greitai svyruoja erdvėje) poveikis.
Pluošto netiesiškumas turi įtakos daugeliui aspektų. Net CW sąrankoje Ramano stiprinimas yra toks didelis (net decibelais), kad didelė galios dalis perduodama ilgesnio bangos ilgio Stokso bangai, kurios negalima sustiprinti. Vieno dažnio veikimą labai riboja stimuliuojama Brillouin sklaida. Žinoma, yra keletas matavimo metodų, kurie gali tam tikru mastu kompensuoti šį poveikį. Itin trumpi impulsai, generuojami fiksuotuose lazeriuose, savaiminės fazės moduliacija sukels jiems stiprų spektro išplėtimo efektą. Be to, yra ir kitų netiesinės poliarizacijos sukimosi įpurškimo problemų.
Dėl minėtų apribojimų didelės galios šviesolaidiniai įrenginiai paprastai nėra griežtai laikomi keičiamo dydžio galios įrenginiais, bent jau ne už pasiekiamo galios diapazono. (Ankstesni patobulinimai buvo pasiekti ne naudojant vieno galios mastelį, o patobulinus skaidulų dizainą ir siurblio diodus.) Tai turi svarbių pasekmių lyginant skaidulinio lazerio technologiją su plonais diskais. Išsamiau tai aprašyta įraše Lazerio galios kalibravimas.
Net ir be tikro galios mastelio, galima daug nuveikti, siekiant pagerinti didelės galios lazerio sąranką. Viena vertus, būtina patobulinti skaidulų dizainą, pvz., naudojant didelę skaidulų režimo sritį ir vieno režimo valdymą, kuris paprastai pasiekiamas naudojant fotoninius kristalų pluoštus. Daugelis skaidulinių komponentų yra labai svarbūs, pavyzdžiui, specialios siurblio jungtys, pluošto kūginiai skirtingų režimų dydžių pluoštams sujungti ir specialūs pluošto aušinimo įrenginiai. Pasiekus tam tikro pluošto galios ribą, kompozitinės sijos yra dar viena galimybė, o šiai technologijai įgyvendinti yra tinkamos pluošto sąrankos. Ultratrumpų impulsų stiprintuvų sistemoms yra daug būdų, kaip sumažinti ar net iš dalies išnaudoti netiesinį optinių skaidulų poveikį, pvz., spektro išplėtimą ir vėlesnį impulsų suspaudimą.
Autoriaus teisės @ 2020 „Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd.“ – Kinijos šviesolaidiniai moduliai, šviesolaidinių lazerių gamintojai, lazerių komponentų tiekėjai. Visos teisės saugomos.
