Duranti l 'ùrtima dicada, incù u migliuramentu cuntinuu di a surgente di pompa è struttura laser, tecnulugia laser fibre hà assai migliuratu. Basatu nantu à a fibra ottica dopata (YDF-Laser) hè largamente utilizata in a ricerca industriale, scientifica, etc., per via di alta efficienza di cunversione elettrica-ottica, megliu qualità di fasciu è stabilità.
Fig1. Tasso di assorbimentu spettrale di diversi materiali metallici
I laser di fibra monomode d'alta putenza d'oghje sò longu capaci di implementà facilmente a putenza ottica di u livellu di KW digitale, chì face tali laser in u campu di a trasfurmazioni di metalli. Sottu à e stesse cundizioni di putenza di luce, per via di a diversa velocità di assorbimentu, u laser di fibra di 1 micron basatu nantu à a fibra adulta hè significativamente migliuratu quandu u laser CO2 di 10 microni hè più efficau cà u materiale metallicu. A figura 1 dà a rata di assorbimentu spettrali di diversi materiali metallici, chì pò esse vistu da a figura chì a maiò parte di u materiale metallicu nantu à e caratteristiche di assorbimentu di u spettru mostranu una tendenza à diminuite cum'è a lunghezza d'onda ottica aumenta. U materiale metallicu hè ovviamente più forte cà a lunghezza d'onda di output di circa 1070 nm relative à a lunghezza d'onda di output di u laser CO2 à un laser CO2 à 10.6um. In particulare, u tassu di assorbimentu di u ferru metallicu sottu a lunghezza d'onda di 1070 nm hè quasi 6 volte più bassu di e cundizioni di lunghezza d'onda di 10.6um.
Fig 2. Assorbimentu relativo di fibra aluminosilicate è fosfosilicate (YB) nantu à u spettru 800-1100 nm
Perchè a fibra ottica blended hà una caratteristica di assorbimentu assai forte di 976 nm è 915 nm di lunghezza d'onda, tali laser sò principalmente pompati da un laser semiconductor (LD) chì emette a lunghezza d'onda sopra. A figura 2 hè duie fibre ottiche drogate tipiche à tassi di assorbimentu relative di spettroscopia da 800 à 1100 nm, è ci hè un piccu di assorbimentu di caratteristiche significativu vicinu à 915 nm è 976 nm. U tassu di assorbimentu di l'onda di luce 976nm in a fibra di dumping d'aluminosilicate hè quasi trè volte l'onda di luce di 915 nm, è a rata di assorbimentu di l'antica in u fosfosilicate hè quasi 5 volte l'ultima. Un tali svantaghju hè diversu, vale à dì chì tali laser adoptanu a tecnulugia di pompa LD 976nm per ottene una efficienza di cunversione ottica più alta. À u listessu tempu, l'assorbimentu più altu significa ancu riduce in modu efficace a lunghezza di a fibra, limitendu cusì l'effetti dannosi non lineari in una certa misura.
Fig.3 Curve of Photon Dinoff (PD) Loss of Different YB Ion Energy Steps.
Attualmente, i laser di fibra dopata di terra rara di grande azione anu bisognu di affruntà i prublemi di fotodazioni. Stu prublema causa una diminuzione significativa di a putenza di output di u laser, stabilità è vita di travagliu. Photon Darkness U fenomenu hè ancu signalatu in un gran numaru di laser di fibra ionica. Hè generalmente cunsideratu chì stu fenominu hè causatu da un centru di culore pruduttu in a matrice di vetru. Studi precedenti anu prupostu assai modu pussibule di risolve stu dacte di photon, cumpresu u fosforu co-dopatu in a fibra, usendu laser 405 nm, photobleaching, ancu cù alta temperatura, un annealing di photon decimensing di photon si trova. . Frà elli, ancu s'è u fosforu pò esse effittivamenti suprimitu, a perdita di fondu è l'apertura numerica sò aumentati.
Studi precedenti di a squadra di Koponen, nantu à u fotoni più scuru, anu dimustratu chì a velocità di ingesta di fotoni dipende largamente da a cuncentrazione di l'acari di eccitazione, chì hè l'inversione di u statu di l'energia di l'ioni (YB Inversion Rate). Anu trovu chì i tassi di ingesta di fotoni eranu proporzionali à 7 volte in a velocità di reversione di l'energia ionica. A curve di photon intiminated pèrdite in u tempu in Fig 3 in Fig 3 hè datu in Fig 3. I dati sò assai intuitive chì a freccia di fotoni scuru aumenta sharply cù l'aumentu di l'inversione di energia.
Fig 4, YB Ion Energy Reverse Rate As the Pump Power Change Curve under 976 Nm and 920 NM Pump Condition (Assume chì i dati di a velocità di inversione sò abbastanza liscia quandu a varianza standard hè menu di 1%).
A velocità di inversione di u statu di l'energia in a fibra dopata hè affettata da a massa di a fibra, a putenza di a pompa, a retroazione di luce è a lunghezza d'onda di a lunghezza d'onda di a luce di a pompa. A lunghezza d'onda di luce di pompa adatta pò esse largamente soppressa in larga misura. L'inversione di u statu di l'energia hè apprussimatamente definita cum'è un rapportu di assorbimentu fotonicu cù a listessa sezione trasversale di emissione à una certa lunghezza d'onda di luce di pompa, è dopu u statu energeticu di a fibra dopata hè ottenuta in dui cundizioni di luce di pompa di 976 nm è 920 nm. U ritmu di inversione varieghja cù u cambiamentu di putenza di a pompa (Fig 4). Ancu se u spettru di assorbimentu in a FIG 2 in a prima FiG 2 indica chì e caratteristiche di assorbimentu di a luce di lunghezza d'onda di 976 nm hè significativamente più forte di l'altri lunghezze d'onda, ma perchè a luce di lunghezza d'onda di 976 nm hè relativamente grande, hè finalmente ottenuta da a luce di pompa chè in 920 nm. L'energia più bassa in a cundizione hè più bassu. Ancu s'è i dati ùn anu micca datu direttamente l'inversione di u statu di l'energia di a pompa di 915 nm, era ancu pussibule di speculà chì a fonte di luce di a pompa 976nm hà un putenziale di sub-profiling anti-otticu più forte cà l'antica.
Ancu s'è u metudu di pompa 976nm hà un tassu di assorbimentu più altu è efficienza di cunversione di luce, pò riduce in modu efficace a lunghezza di a fibra di guadagnu, è l'effettu di canache di fotoni dannusu pò esse ridutta, ma u so relative à u modu di pompa 915 nm nantu à u trattamentu di a fibra è l'accoppiamentu. . A tecnica hè più difficiule. Inoltre, u spettru di assorbimentu di a fibra incorporata in a gamma 976 nm hè troppu strettu. U cambiamentu di lunghezza d'onda causata da a fluttuazione di a temperatura di a surgente di a pompa pò causà a putenza di output laser inestabile, è sta tecnulugia di pompa hà un requisitu assai strettu di u sistema di gestione termica di u laser. Per via di questu, solu uni pochi di fabricatori di laser sò cum'è l'IPG di Germania, i Stati Uniti Coherent-Rofin, è u GW di i Stati Uniti è altri fabricatori utilizanu fonte di pompa 976 nm in laser industriali di grande scala.
Tempu di Postu: Jul-27-2021