Son onillikdə nasos mənbəyinin və lazer strukturunun davamlı təkmilləşdirilməsi ilə fiber lazer texnologiyası çox yaxşılaşmışdır. Doplanmış optik lif əsasında (YDF-Lazer) yüksək elektrik-optik konversiya səmərəliliyi, daha yaxşı şüa keyfiyyəti və sabitliyi səbəbindən sənaye, elmi tədqiqatlarda və s. geniş istifadə olunur.
Şəkil 1. Müxtəlif metal materialların spektral udma dərəcəsi
Bugünkü yüksək güclü tək rejimli fiber lazerlər uzun müddətdir ki, metal emalı sahəsində belə lazerləri edən rəqəmsal KW səviyyəli optik güc çıxışını asanlıqla həyata keçirə bilmişdir. Eyni işıq çıxışı gücü şəraitində, fərqli udma dərəcəsinə görə, 10 mikronluq CO2 lazeri metal materialdan daha səmərəli olduqda, yetkin lifə əsaslanan 1 mikron fiber lazer əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır. Şəkil 1-də müxtəlif metal materialların spektral udma dərəcəsi verilmişdir, bu rəqəmdən görünür ki, spektrin udma xüsusiyyətlərinə görə metal materialın əksəriyyəti optik dalğa uzunluğu artdıqca azalmağa meyl göstərir. Metal material 10.6um-da CO2 lazerində CO2 lazerinin çıxış dalğa uzunluğuna nisbətən təxminən 1070 nm çıxış dalğasından daha güclüdür. Xüsusilə, 1070 nm dalğa uzunluğu altında metal dəmirin udma dərəcəsi 10,6 um dalğa uzunluğu şəraitindən təxminən 6 dəfə aşağıdır.
Şəkil 2. 800-1100 nm spektrdə alüminosilikat və fosfosilikat (YB) lifinin nisbi udulması
Qarışıq optik lif 976 nm və 915 nm dalğa uzunluğunun çox güclü udma xarakteristikasına malik olduğundan, belə lazerlər əsasən yuxarıdakı dalğa uzunluğunu yayan yarımkeçirici lazer (LD) tərəfindən vurulur. Şəkil 2, 800-1100 nm spektroskopiya nisbi udma dərəcələrinə görə iki tipik qatqılı optik lifdir və 915 nm və 976 nm yaxınlığında əhəmiyyətli xüsusiyyət udma zirvəsi var. Alüminosilikat tökmə lifində 976 nm işıq dalğalarının udma dərəcəsi 915 nm işıq dalğasından təxminən üç dəfə, fosfosilikatda birincinin udma dərəcəsi isə ikincidən təxminən 5 dəfə çoxdur. Belə bir çatışmazlıq fərqlidir, yəni belə lazerlər daha yüksək işıq-optik konversiya səmərəliliyinə nail olmaq üçün 976nm LD nasos texnologiyasını qəbul edir. Eyni zamanda, daha yüksək udma həm də lifin uzunluğunu effektiv şəkildə azaltmaq və bununla da zərərli qeyri-xətti təsirləri müəyyən dərəcədə məhdudlaşdırmaq deməkdir.
Şəkil 3 Foton Dinoff (PD) Əyrisi Müxtəlif YB İon Enerji Addımlarının İtkisi.
Hazırda iri fəaliyyət göstərən nadir torpaq qatqılı lifli lazerlər fotodaxili problemlərlə üzləşməlidir. Bu problem lazerin çıxış gücünün, sabitliyin və işləmə müddətinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olur. Foton Qaranlığı Bu fenomen çoxlu sayda ion qatqılı fiber lazerlərdə də müşahidə olunur. Ümumiyyətlə belə hesab edilir ki, bu fenomen şüşə matrisdə əmələ gələn rəng mərkəzindən qaynaqlanır. Əvvəlki tədqiqatlar bu foton daktı həll etmək üçün bir çox mümkün yol təklif etmişdi, o cümlədən lifdə birləşmiş fosfor, 405 nm lazerdən istifadə edərək, foto ağartma, hətta yüksək temperaturdan istifadə edərək, fotonun tavlanması, fotonun desimensləşməsi baş verir. . Onların arasında fosforun effektiv şəkildə basdırıla bilməsinə baxmayaraq, fon itkisi və ədədi apertura artır.
Koponen komandasının foton daha qaranlıq üzərində əvvəlki tədqiqatları göstərdi ki, fotonun qəbul sürəti əsasən ionun enerji vəziyyətinin dəyişməsi olan həyəcan gənələrinin konsentrasiyasından asılıdır (YB Inversion Rate). Onlar tapdılar ki, foton qəbulu nisbətləri ion enerjisinin geri çevrilmə sürətində 7 dəfə mütənasibdir. Şəkil 3-də Şəkil 3-də zamanla fotonun intiminasiya olunmuş itkilərinin əyrisi Şəkil 3-də verilmişdir. Məlumatlar çox intuitivdir ki, fotonun qaralma sürəti enerjinin dəyişməsinin artması ilə kəskin şəkildə artır.
Şəkil 4, 976 Nm və 920 NM altında Nasos Gücü Dəyişmə Əyrisi kimi YB İon Enerjisinin Geri Dönüşü Nasos Vəziyyəti (Fərz edin ki, standart dispersiya 1%-dən az olduqda geri dönüş sürəti məlumatı kifayət qədər hamardır.
Doplanmış lifdə enerji vəziyyətinin dəyişmə sürətinə lifin kütləsi, nasosun gücü, işığın əks əlaqəsi və nasos işığının dalğa uzunluğunun dalğa uzunluğu təsir edir. Uyğun nasos işığı dalğa uzunluğu böyük ölçüdə sıxışdırıla bilər. Enerji vəziyyətinin dəyişməsi təxminən müəyyən bir nasos işığı dalğa uzunluğunda eyni emissiya kəsiyi ilə fotonik udma nisbəti kimi müəyyən edilir və sonra qatqılı lifin enerji vəziyyəti 976 nm və 920 nm olan iki nasos işığı şəraitində əldə edilir. Geri dönüş sürəti nasosun gücünün dəyişməsi ilə dəyişir (Şəkil 4). Baxmayaraq ki, birinci Şəkil 2-dəki ŞEKİL 2-dəki udma spektri 976 nm dalğa uzunluğunda işığın udma xüsusiyyətlərinin digər dalğa uzunluqlarına nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə güclü olduğunu göstərir, lakin 976 nm dalğa uzunluğunun işığı nisbətən böyük olduğundan, nəhayət, nasos işığı ilə əldə edilir. 920 nm. Vəziyyətdə aşağı enerji daha azdır. Məlumatlar 915 nm nasosun enerji vəziyyətinin dəyişməsini birbaşa verməsə də, hələ də 976 nm nasos işıq mənbəyinin əvvəlkindən daha güclü anti-optik alt profilləşdirmə potensialına malik olduğunu təxmin etmək mümkün idi.
976nm nasos metodunun daha yüksək udma dərəcəsi və işığın çevrilmə səmərəliliyi olmasına baxmayaraq, qazanc lifinin uzunluğunu effektiv şəkildə azalda bilər və zərərli foton canache effekti azalda bilər, lakin lif müalicəsi və birləşmədə 915 nm nasos rejiminə nisbətən . Texniki daha çətindir. Bundan əlavə, 976 nm diapazonunda birləşdirilmiş lifin udma spektri çox dardır. Nasos mənbəyinin temperatur dəyişməsi nəticəsində yaranan dalğa uzunluğu dəyişikliyi lazer çıxış gücünün qeyri-sabit olmasına səbəb ola bilər və bu nasos texnologiyası lazerin istilik idarəetmə sisteminin çox ciddi tələbinə malikdir. Buna görə də, yalnız bir neçə lazer istehsalçısı Almaniyanın IPG, Amerika Birləşmiş Ştatlarının Coherent-Rofin və ABŞ GW və digər istehsalçılar kimi iri miqyaslı sənaye lazerlərində 976 nm nasos mənbəyindən istifadə edirlər.
Göndərmə vaxtı: 27 iyul 2021-ci il