Gedurende die afgelope dekade, met die voortdurende verbetering van pompbron en laserstruktuur, het vesellasertegnologie aansienlik verbeter. Gebaseer op die gedoteerde optiese vesel (YDF-Laser) word wyd gebruik in industriële, wetenskaplike navorsing, ens. as gevolg van hoë elektriese-optiese omskakelingsdoeltreffendheid, beter straalkwaliteit en stabiliteit.
Fig1. Spektrale absorpsietempo van verskillende metaalmateriale
Vandag se hoëkrag-enkelmodus-vesellasers is lank reeds in staat om digitale KW-vlak optiese kraguitset maklik te implementeer, wat sulke lasers op die gebied van metaalverwerking maak. Onder dieselfde liguitsetkragtoestande, as gevolg van die verskillende absorpsietempo, word die 1 mikron-vesellaser gebaseer op die volwasse vesel aansienlik verbeter wanneer die CO2-laser van 10 mikron meer doeltreffend is as die metaalmateriaal. Fig 1 gee die spektrale absorpsietempo van verskillende metaalmateriale, wat uit die figuur gesien kan word dat die meeste van die metaalmateriaal op die absorpsie-eienskappe van die spektrum 'n neiging toon om af te neem soos die optiese golflengte toeneem. Die metaalmateriaal is natuurlik sterker as die uitsetgolflengte van ongeveer 1070 nm relatief tot die uitsetgolflengte van die CO2-laser by 'n CO2-laser by 10.6um. In die besonder, die absorpsietempo van die metaalyster onder 1070 nm golflengte is byna 6 keer laer as die 10.6um golflengte toestande.
Fig 2. Relatiewe absorpsie van aluminosilikaat en fosfosilikaat (YB) vesel op 800-1100 nm spektrum
Omdat die gemengde optiese vesel 'n baie sterk absorpsie-eienskap van 976 nm en 915 nm golflengte het, word sulke lasers hoofsaaklik gepomp deur 'n halfgeleierlaser (LD) wat bogenoemde golflengte uitstraal. Fig 2 is twee tipiese gedoteerde optiese vesels tot relatiewe absorpsietempo's van 800 tot 1100 nm spektroskopie, en daar is 'n beduidende kenmerkabsorpsiepiek naby 915 nm en 976 nm. Die absorpsietempo van 976 nm liggolwe in die aluminosilikaatstortingvesel is byna drie keer die liggolf van 915 nm, en die absorpsietempo van eersgenoemde in die fosfosilikaat is byna 5 keer laasgenoemde. So 'n nadeel is anders, wat beteken dat sulke lasers 976nm LD-pomptegnologie aanneem om hoër ligoptiese omskakelingsdoeltreffendheid te bereik. Terselfdertyd beteken hoër absorpsie ook om die lengte van die vesel effektief te verminder en sodoende skadelike nie-lineêre effekte tot 'n sekere mate te beperk.
Fig.3 Kromme van Foton Dinoff (PD) Verlies van Verskillende YB Ioon Energie Stappe.
Tans moet grootwerkende seldsame aarde-gedoteerde vesellasers fotodasionale probleme ondervind. Hierdie probleem veroorsaak 'n aansienlike afname in die uitsetkrag van die laser, stabiliteit en werkslewe. Fotondonkerheid Die verskynsel word ook in 'n groot aantal ioon-gedoteerde vesellasers aangemeld. Dit word algemeen beskou dat hierdie verskynsel veroorsaak word deur 'n kleursentrum wat in die glasmatriks geproduseer word. Vorige studies het baie moontlike maniere voorgestel om hierdie foton-dakte op te los, insluitend saamgedoteerde fosfor in die vesel, met behulp van 405 nm-laser, fotobleiking, selfs die gebruik van hoë temperatuur, 'n uitgloeiing van foton-afname van foton vind plaas. . Onder hulle, hoewel die fosfor effektief onderdruk kan word, word die agtergrondverlies en numeriese diafragma verhoog.
Vorige studies van Koponen-span, op foton donkerder, het getoon dat die foton-innamesnelheid grootliks afhang van die konsentrasie van opwekkingsmyte, wat die energietoestandomkering van die ioon is (YB Inversion Rate). Hulle het gevind dat foton-innametempo's eweredig was aan 7 keer in die ioniese energie-omkeertempo. 'n Kromme van foton-geïntimineerde verliese oor tyd in Fig 3 in Fig 3 word in Fig 3 gegee. Die data is baie intuïtief dat die fotondonkeringstempo skerp toeneem met die toename van energie-omkering.
Fig 4, YB Ioon-energie-omkeertempo as die pompkragveranderingskurwe onder 976 Nm en 920 NM pomptoestand (aanvaar dat die omkeertempo-data voldoende glad is wanneer die standaardafwyking minder as 1%) is
Die energietoestand omkeertempo in die gedoteerde vesel word beïnvloed deur die massa van die vesel, die pompkrag, die ligterugvoer en die golflengte van die pompliggolflengte. Geskikte pompliggolflengte kan grootliks tot 'n groot mate onderdruk word. Die energie-toestand-omkering word rofweg gedefinieer as 'n verhouding van fotoniese absorpsie met dieselfde emissie-dwarssnit by 'n sekere pompliggolflengte, en dan word die energietoestand van die gedoteerde vesel onder twee pompligtoestande van 976 nm en 920 nm verkry. Die omkeertempo wissel met die pompkragverandering (Fig 4). Alhoewel die absorpsiespektrum in die FIG 2 in die eerste FIG 2 aandui dat die absorpsie-eienskappe van die 976nm golflengtelig aansienlik sterker is as ander golflengtes, maar omdat die 976 nm golflengtelig relatief groot is, word dit uiteindelik verkry deur pomplig as in 920 nm. Die laer energie in die toestand is laer. Alhoewel die data nie direk die energietoestand-omkering van 915 nm-pomp gegee het nie, was dit steeds moontlik om te spekuleer dat die 976nm-pompligbron 'n sterker anti-optiese sub-profileringpotensiaal as eersgenoemde het.
Alhoewel die 976nm-pompmetode 'n hoër absorpsietempo en ligomskakelingsdoeltreffendheid het, kan dit die lengte van die versterkingsvesel effektief verminder, en die skadelike fotonkanache-effek kan verminder word, maar dit is relatief tot die 915 nm pompmodus op veselbehandeling en koppeling . Tegnies is moeiliker. Boonop is die absorpsiespektrum van die ingeboude vesel in die 976 nm-reeks te smal. Die golflengteverandering wat veroorsaak word deur die temperatuurskommeling van die pompbron kan veroorsaak dat die laseruitsetkrag onstabiel is, en hierdie pomptegnologie het 'n baie streng vereiste van die laser se termiese bestuurstelsel. As gevolg hiervan is slegs 'n paar laservervaardigers soos Duitsland se IPG, die Verenigde State Coherent-Rofin, en die Amerikaanse GW en ander vervaardigers gebruik 976 nm pompbron in grootskaalse industriële lasers.
Postyd: 27 Julie 2021