Pramonės naujienos

Trumpo bangos ilgio siauros linijos pločio skaidulinis lazeris

2021-12-27
Spektrinės sintezės technologijos atveju sintezuojamų lazerio spindulių skaičiaus didinimas yra vienas iš svarbių būdų padidinti sintezės galią. Skaidulinių lazerių spektrinio diapazono išplėtimas padės padidinti spektrinės sintezės lazerio spindulių skaičių ir padidinti spektrinės sintezės galią [44-45]. Šiuo metu dažniausiai naudojamas spektro sintezės diapazonas yra 1050½ž1072 nm. Tolimesnis siauros linijos pločio pluošto lazerių bangos ilgio diapazono išplėtimas iki 1030 nm yra labai svarbus spektro sintezės technologijai. Todėl daugelis mokslinių tyrimų institucijų daugiausia dėmesio skyrė trumpo bangos ilgio (bangos ilgis mažesnis nei 1040 nm) siauros linijos plačiajuosčiai lazeriai. Šiame darbe daugiausia tiriamas 1030 nm skaidulinis lazeris ir išplečiamas spektriniu būdu susintetinto lazerio spindulio bangos ilgio diapazonas iki 1030 nm.
Skirtingo bangos ilgio skaidulinių lazerių išėjimo charakteristikas daugiausia veikia stiprinimo pluošto sugerties spektras ir emisijos spektras. Trumpo bangos ilgio skaidulinių lazerių, lyginant su tradicine pluoštinių lazerių bangos ilgio juosta (1060½ž1080 nm), stiprinimo pluošto sugerties skerspjūvis yra didesnis. Trumpo bangos ilgio lazeris lengvai reabsorbuojamas stiprinimo pluošte, kad būtų sukurta ilgesnės bangos lazerio išvestis, ty generuojamas ASE, kuris riboja jo išėjimo galią.

2011 m. O. Schmidtas iš Jenos universiteto panaudojo siauros linijos pločio ASE šaltinį kaip pradinę šviesą stiprinimui. Sėklų šaltinio struktūra parodyta 21 paveiksle. Sėklos linijos pločiui 12 val. val. naudojamos dvi grotelės, sėklos išėjimo galia yra 400 mW, o centrinės bangos ilgis – 1030 nm. Sėklų šaltinis stiprinamas dviem etapais. Pirmajame etape naudojamas 40/200 fotoninis kristalų pluoštas, o antrame etape naudojamas 42/500 fotoninis kristalų pluoštas. Galutinė išėjimo galia yra 697 W, o pluošto kokybė M2=1,34 [46].


2016 metais Nader A. Naderi iš JAV oro pajėgų laboratorijos kaip pradinį šaltinį panaudojo vieno dažnio lazerį su PRBS signalu, moduliuotu 1030 nm. Pradinio šaltinio spektrinis linijos plotis buvo 3,5 GHz, o tada jis buvo sustiprintas stiprintuvo pakopa. Eksperimentinis prietaisas parodytas 22 paveiksle. Sistema padidina 1030 nm juostos lazerio išėjimo galią iki 1034 W, spektrinis linijos plotis yra 23 pm, stiprintuvo pakopos išėjimo efektyvumas yra 80%, ASE slopinimo koeficientas iki 40 dB, o spindulio kokybė yra M2. = nuo 1,1 iki 1,2. Eksperimento metu SBS ir ASE efektai buvo slopinami kontroliuojant stiprinimo pluošto ilgį [47-48].

2014 metais Ye Huang ir kt. „Nufern Company“ JAV pasiekė kw lazerio galią 1028½ž1100 nm bangos ilgio diapazone [49]. Eksperimente daugiausia buvo tiriami 1028 nm ir 1100 nm lazeriai, o rezultatai buvo lyginami su 1064 nm lazeriais. Nustatyta, kad, palyginti su tradiciniais juostos pluošto lazeriais, tiek trumpo, tiek ilgo bangos ilgio pluošto lazerių ASE efektas buvo žymiai sustiprintas. Galiausiai, nuslopinus ASE efektą, 1028 nm juostoje buvo pasiekta 1215 W vieno režimo lazerio išvestis, o optinis efektyvumas buvo 75%.

2016 metais amerikiečių kompanija Roman Yagodkin ir kt. atliko fazės moduliavimą vieno dažnio lazeriu, kaip sėklos šaltiniu. Po stiprinimo buvo gauta > 1,5 kW lazerio galia. Lazerio centrinio bangos ilgio diapazonas yra 1030 × 1070 nm, o spektrinis linijos plotis yra <15 GHz[50]. Išvesties spektras esant bangos ilgiui parodytas 23 paveiksle. Iš spektro matyti, kad trumpųjų bangų ilgio lazerio spektro ASE slopinimo koeficientas yra apie 15 dB mažesnis nei lazerio, esančio netoli 1064 nm. 2017 m. JAV IPG kompanija atliko 1030 nm vieno dažnio lazerio fazių moduliavimą, kad išplėstų spektrą iki 20 GHz. Po trijų pakopų išankstinio stiprinimo etapo išėjimo galia siekė 15-20 W, o galiausiai po pagrindinio stiprintuvo pakopos išėjimo galia siekė 2,2 kW. Trumpųjų bangų ilgio lazerio išvestis šiuo metu yra didžiausia 1030 nm juostos skaidulinio lazerio išėjimo galia [50].
Apibendrinant galima pasakyti, kad dėl ASE efekto įtakos maksimali trumpo bangos ilgio siauros linijos pločio šviesolaidinio lazerio išėjimo galia yra tik 2,2 kW, o tai turi daug erdvės plėtrai, palyginti su siauros linijos pločio šviesolaidiniu lazeriu, esančiu netoli tipinio bangos ilgis 1064 nm.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept