Sa miaging dekada, uban sa padayon nga pag-uswag sa tinubdan sa bomba ug istruktura sa laser, ang teknolohiya sa fiber laser miuswag pag-ayo. Base sa doped optical fiber (YDF-Laser) kaylap nga gigamit sa industriyal, siyentipikong panukiduki, ug uban pa tungod sa taas nga electrical-optical conversion efficiency, mas maayo nga beam nga kalidad ug kalig-on.
Fig1. Spectral nga pagsuyup rate sa lain-laing mga metal nga mga materyales
Ang karon nga high-power single-mode fiber lasers dugay na nga dali nga nakapatuman sa digital KW-level optical power output, nga naghimo sa ingon nga mga laser sa natad sa pagproseso sa metal. Ubos sa parehas nga mga kondisyon sa gahum sa gahum sa kahayag, tungod sa lainlain nga rate sa pagsuyup, ang 1 micron fiber laser nga gibase sa hingkod nga fiber labi ka maayo kung ang CO2 laser nga 10 microns labi ka episyente kaysa sa metal nga materyal. Fig 1 naghatag sa spectral pagsuyup rate sa lain-laing mga metal nga mga materyales, nga makita gikan sa numero nga ang kadaghanan sa mga metal nga materyal sa pagsuyup nga mga kinaiya sa spectrum nagpakita sa usa ka kalagmitan sa pagkunhod sa optical wavelength pagtaas. Ang metal nga materyal klaro nga mas lig-on kay sa output wavelength nga mga 1070 nm kalabot sa output wavelength sa CO2 laser sa CO2 laser sa 10.6um. Sa partikular, ang pagsuyup rate sa metal nga puthaw ubos sa 1070 nm wavelength mao ang hapit 6 ka beses nga mas ubos kay sa 10.6um wavelength nga mga kondisyon.
Fig 2. Relatibong pagsuyop sa aluminosilicate ug phosphosilicate (YB) fiber sa 800-1100 nm spectrum
Tungod kay ang sinagol nga optical fiber adunay kusog kaayo nga pagsuyup nga kinaiya sa 976 nm ug 915 nm wavelength, ang maong mga laser kasagarang gibomba sa usa ka semiconductor laser (LD) nga nagpagawas sa taas nga wavelength. Ang Fig 2 mao ang duha ka tipikal nga doped optical fibers ngadto sa relatibong pagsuyup nga mga rate sa 800 ngadto sa 1100 nm spectroscopy, ug adunay usa ka mahinungdanon nga bahin sa pagsuyup nga peak duol sa 915 nm ug 976 nm. Ang pagsuyup rate sa 976nm kahayag balud sa aluminosilicate dumping fiber mao ang dul-an sa tulo ka mga panahon sa kahayag balud sa 915 nm, ug ang pagsuyup rate sa kanhi sa phosphosilicate mao ang hapit 5 ka pilo sa ulahi. Ang ingon nga disbentaha lahi, nagpasabut nga ang ingon nga mga laser nagsagop sa 976nm LD pump nga teknolohiya aron makab-ot ang mas taas nga light-optical conversion efficiency. Sa parehas nga oras, ang mas taas nga pagsuyup nagpasabut usab nga epektibo nga makunhuran ang gitas-on sa fiber, sa ingon gilimitahan ang makadaot nga dili linya nga mga epekto sa usa ka sukod.
Fig.3 Kurba sa Photon Dinoff (PD) Pagkawala sa Lainlaing YB Ion Energy Steps.
Sa pagkakaron, ang dagkong-acting nga talagsaon nga yuta nga doped fiber lasers kinahanglan nga mag-atubang sa mga problema sa photodational. Kini nga problema hinungdan sa usa ka mahinungdanon nga pagkunhod sa output gahum sa laser, kalig-on ug sa pagtrabaho sa kinabuhi. Photon Darkness Ang panghitabo gitaho usab sa daghang mga ion-doped fiber lasers. Sa kasagaran gikonsiderar nga kini nga panghitabo tungod sa usa ka color-center nga gihimo sa glass matrix. Ang mga nangaging mga pagtuon nagsugyot ug daghang posible nga paagi aron masulbad kini nga photon dacte, lakip ang co-doped phosphorus sa fiber, gamit ang 405 nm laser, photobleaching, bisan gamit ang taas nga temperatura, usa ka annealing sa photon decimensing sa photon mahitabo. . Taliwala kanila, bisan kung ang phosphorus mahimong epektibo nga mapugngan, ang pagkawala sa background ug ang numerical aperture nadugangan.
Ang nangaging mga pagtuon sa Koponen team, sa photon darker nagpakita nga ang photon intake velocity nagdepende ug dako sa konsentrasyon sa excitation mites, nga mao ang energy state reversal sa ion (YB Inversion Rate). Ilang nakaplagan nga ang photon intake rates kay proporsyonal sa 7 ka beses sa ionic energy reversal rate. Ang usa ka kurba sa photon nahadlok nga mga pagkawala sa paglabay sa panahon sa Fig 3 sa Fig 3 gihatag sa Fig 3. Ang datos intuitive kaayo nga ang photon darking rate motaas pag-ayo sa pagtaas sa pagbag-o sa enerhiya.
Fig 4, YB Ion Energy Reverse Rate Ingon nga ang Pump Power Change Curve ubos sa 976 Nm ug 920 NM Pump Condition (Ihunahuna nga ang data sa reversal rate igo nga hapsay kung ang standard variance ubos sa 1%)
Ang rate sa pagbag-o sa estado sa enerhiya sa doped fiber apektado sa masa sa fiber, ang pump power, ang light feedback, ug ang wavelength sa pump light wavelength. Ang angay nga pump light wavelength mahimo nga kadaghanan gipugngan sa usa ka dako nga gidak-on. Ang pagbag-o sa enerhiya-estado halos gihubit ingon usa ka ratio sa pagsuyup sa photonic nga adunay parehas nga emission cross section sa usa ka piho nga wavelength sa kahayag sa bomba, ug dayon ang kahimtang sa enerhiya sa doped fiber nakuha sa ilawom sa duha nga kondisyon sa suga sa bomba nga 976 nm ug 920 nm. Ang pagbag-o nga rate magkalainlain sa pagbag-o sa gahum sa bomba (Fig 4). Bisan kung ang spectrum sa pagsuyup sa FIG 2 sa una nga FiG 2 nagpakita nga ang mga kinaiya sa pagsuyup sa 976nm wavelength nga kahayag labi ka kusog kaysa sa ubang mga wavelength, apan tungod kay ang 976 nm wavelength nga kahayag medyo dako, kini sa katapusan nakuha pinaagi sa pump light kaysa sa 920 nm. Ang ubos nga enerhiya sa kondisyon mas ubos. Bisan kung ang datos wala direkta nga naghatag sa pagbag-o sa estado sa enerhiya sa 915 nm nga bomba, posible gihapon nga mangagpas nga ang 976nm pump light source adunay mas lig-on nga anti-optical sub-profiling nga potensyal kaysa kaniadto.
Bisan tuod ang 976nm pump nga pamaagi adunay mas taas nga pagsuyup rate ug kahayag sa pagkakabig efficiency, kini epektibo nga pagpakunhod sa gitas-on sa gain fiber, ug ang makadaot nga photon canache epekto mahimong pagkunhod, apan ang paryente niini ngadto sa 915 nm pump mode sa fiber pagtambal ug pagkabit. . Ang teknikal mas lisud. Dugang pa, ang pagsuyup nga spectrum sa gilakip nga fiber sa 976 nm range kay pig-ot kaayo. Ang pagbag-o sa wavelength nga gipahinabo sa pagbag-o sa temperatura sa gigikanan sa bomba mahimong hinungdan nga ang gahum sa output sa laser nga dili lig-on, ug kini nga teknolohiya sa bomba adunay higpit nga kinahanglanon sa sistema sa pagdumala sa thermal sa laser. Tungod niini, pipila ra nga mga tiggama sa laser ang sama sa IPG sa Alemanya, ang United States Coherent-Rofin, ug ang US GW ug uban pang mga tiggama naggamit sa 976 nm nga gigikanan sa bomba sa dagkong mga industriyal nga laser.
Oras sa pag-post: Hul-27-2021