Azken hamarkadan, ponpa iturriaren eta laser egituraren etengabeko hobekuntzarekin, zuntz laser teknologia asko hobetu da. Dopatutako zuntz optikoan oinarrituta (YDF-Laser) oso erabilia da industria, ikerketa zientifiko eta abarretan, bihurketa elektriko-optikoko eraginkortasun handia duelako, habe kalitate hobea eta egonkortasuna.
1. irudia. Material metaliko ezberdinen xurgapen espektrala
Gaur egungo potentzia handiko zuntz-modu bakarreko laserrak aspalditik KW-mailako potentzia optikoko irteera digitala erraz inplementatzeko gai dira, eta horrek laserrak egiten ditu metalen prozesamenduaren arloan. Argiaren irteerako potentzia-baldintza berdinetan, xurgapen-tasa desberdina dela eta, zuntz helduan oinarritutako 1 mikra zuntz laserra nabarmen hobetzen da 10 mikrako CO2 laserra metalezko materiala baino eraginkorragoa denean. 1. irudiak material metaliko desberdinen xurgapen-tasa espektrala ematen du, eta irudian ikus daiteke espektroaren xurgapen-ezaugarrietan metalezko material gehienek uhin-luzera optikoa handitzen den heinean gutxitzeko joera dutela. Material metalikoa, jakina, 1070 nm inguruko irteerako uhin-luzera baino indartsuagoa da CO2 laseraren irteerako uhin-luzera aldean 10.6um-ko CO2 laser batean. Bereziki, 1070 nm-ko uhin-luzeraren azpian dagoen metalezko burdinaren xurgapen-tasa 10,6 um-ko uhin-luzera baldintzetan baino ia 6 aldiz txikiagoa da.
2. irudia. Aluminosilikatoaren eta fosfosilikatoaren (YB) zuntzaren xurgapen erlatiboa 800-1100 nm-ko espektroan
Nahastutako zuntz optikoak 976 nm eta 915 nm-ko uhin-luzeraren xurgapen-ezaugarri oso handia duenez, laserrak batez ere goiko uhin-luzera igortzen duen erdieroalearen (LD) bidez ponpatzen dira. 2. irudia 800 eta 1100 nm-ko espektroskopia arteko xurgapen-tasa erlatiborako dopatutako bi zuntz optiko da, eta 915 nm eta 976 nm-tik gertu dagoen xurgapen-gailur esanguratsu bat dago. 976 nm-ko argi-uhinen xurgapen-tasa aluminosilikatoaren isurketa-zuntzean 915 nm-ko argi-uhinaren ia hiru aldiz da, eta lehenaren xurgapen-tasa fosfosilikatoan ia 5 aldiz bigarrena. Halako desabantaila desberdina da, hau da, laserrak 976nm LD ponpa teknologia hartzen dutela argi-optiko bihurtze eraginkortasun handiagoa lortzeko. Aldi berean, xurgapen handiagoak zuntzaren luzera modu eraginkorrean murriztea ere esan nahi du, eta horrela efektu ez-lineal kaltegarriak neurri batean mugatzen ditu.
3. Irudia Photon Dinoff-en (PD) YB Ioi Energia-Pauso desberdinen galeraren kurba.
Gaur egun, ekintza handiko lur arraroen dopatutako zuntz laserrek fotodazio arazoei aurre egin behar diete. Arazo honek laserren irteera-potentziaren, egonkortasunaren eta lan-bizitzaren murrizketa nabarmena eragiten du. Photon Iluntasuna Fenomenoa ioi bidez dopatutako zuntz-laser ugaritan ere ematen da. Oro har, fenomeno hori beira-matrizean sortutako kolore-zentro batek eragiten duela uste da. Aurretik egindako ikerketek fotoi-dakto hau konpontzeko modu posible asko proposatu dituzte, zuntzetan ko-dopatutako fosforoa barne, 405 nm-ko laserra erabiliz, foto-zuriketa, nahiz eta tenperatura altua erabiliz, fotoiaren dezimensifikazioaren annealing bat gertatzen da. . Horien artean, fosforoa modu eraginkorrean ezaba daitekeen arren, atzeko planoaren galera eta zenbakizko irekidura handitu egiten dira.
Koponen taldearen aurreko ikerketek, fotoi ilunagoari buruz, erakutsi zuten fotoien sarrera-abiadura kitzikapen-akaroen kontzentrazioaren araberakoa dela hein handi batean, hau da, ioiaren energia-egoeraren iraulketa (YB Inbertsio-tasa). Energia ionikoaren iraulketa-tasa 7 aldiz proportzionalak zirela fotoien ingesta-tasak aurkitu zuten. 3. irudiko 3. irudian denboran zehar sortutako fotoien galeren kurba 3. irudian ematen da. Datuak oso intuitiboak dira fotoien iluntze-tasa nabarmen handitzen dela energiaren itzuleraren gehikuntzarekin.
4. irudia, YB Ioi-energiaren alderantzizko tasa Ponparen potentzia-aldaketaren kurba 976 Nm eta 920 NM-ren azpian ponpa-baldintza gisa (Demagun iraulketa-tasa datuak nahiko leunak direla bariantza estandarra % 1 baino txikiagoa denean.
Dopatutako zuntzaren energia-egoeraren iraulketa-tasa zuntzaren masaren, ponparen potentziaren, argiaren feedback-aren eta ponparen argiaren uhin-luzeraren uhin-luzerak eragiten dute. Ponpa argiaren uhin-luzera egokia neurri handi batean kendu daiteke. Energia-egoeraren iraulketa, gutxi gorabehera, igorpen-sekzio berdina duen xurgapen fotonikoaren proportzio gisa definitzen da ponpa-argiaren uhin-luzera jakin batean, eta gero dopatutako zuntzaren energia-egoera lortzen da 976 nm eta 920 nm-ko bi ponpa-argi baldintzetan. Inbertsio-tasa ponparen potentzia-aldaketaren arabera aldatzen da (4. irudia). Lehenengo irudiko 2. irudiko xurgapen-espektroak 976 nm-ko uhin-luzerako argiaren xurgapen-ezaugarriak beste uhin-luzera batzuk baino nabarmenagoak direla adierazten duen arren, baina 976 nm-ko uhin-luzerako argia nahiko handia denez, azkenean ponpa-argiaren bidez lortzen da. 920 nm. Egoeran dagoen energia txikiagoa txikiagoa da. Datuek 915 nm-ko ponparen energia-egoera iraultzea zuzenean eman ez badute ere, oraindik posible zen espekulatu 976 nm-ko ponparen argi iturriak lehengoak baino azpi-profilatze-potentzial antioptiko indartsuagoa duela.
976nm-ko ponpa-metodoak xurgapen-tasa handiagoa eta argi bihurtze-eraginkortasuna badu ere, irabazi-zuntzaren luzera modu eraginkorrean murrizten du, eta fotoi-canache efektu kaltegarria murriztu daiteke, baina zuntz-tratamenduaren eta akoplamenduaren 915 nm-ko ponpa-moduarekiko. . Teknikoa zailagoa da. Gainera, 976 nm-ko tartean sartutako zuntzaren xurgapen-espektroa estuegia da. Ponparen iturriaren tenperaturaren gorabeherak eragindako uhin-luzera-aldaketak laser-irteerako potentzia ezegonkorra izan dezake, eta ponpa-teknologia honek laserren kudeaketa termikoaren sistemaren baldintza oso zorrotzak ditu. Hori dela eta, laser fabrikatzaile gutxi batzuk baino ez dira Alemaniako IPG, Estatu Batuetako Coherent-Rofin eta AEBetako GW eta beste fabrikatzaile batzuek 976 nm-ko ponpa-iturria erabiltzen dute eskala handiko laser industrialetan.
Argitalpenaren ordua: 2021-07-27