पिछले एक दशक के दौरान, पंप स्रोत और लेजर संरचना में निरंतर सुधार के साथ, फाइबर लेजर तकनीक में बहुत सुधार हुआ है। उच्च विद्युत-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता, बेहतर बीम गुणवत्ता और स्थिरता के कारण डोप्ड ऑप्टिकल फाइबर (वाईडीएफ-लेजर) के आधार पर औद्योगिक, वैज्ञानिक अनुसंधान आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
चित्र .1। विभिन्न धातु सामग्री की वर्णक्रमीय अवशोषण दर
आज के हाई-पावर सिंगल-मोड फाइबर लेजर लंबे समय से डिजिटल केडब्ल्यू-स्तरीय ऑप्टिकल पावर आउटपुट को आसानी से लागू करने में सक्षम हैं, जो धातु प्रसंस्करण के क्षेत्र में ऐसे लेजर बनाता है। एक ही प्रकाश उत्पादन बिजली की स्थिति के तहत, विभिन्न अवशोषण दर के कारण, वयस्क फाइबर पर आधारित 1 माइक्रोन फाइबर लेजर में काफी सुधार होता है जब 10 माइक्रोन का सीओ 2 लेजर धातु सामग्री की तुलना में अधिक कुशल होता है। अंजीर 1 विभिन्न धातु सामग्री की वर्णक्रमीय अवशोषण दर देता है, जिसे इस आंकड़े से देखा जा सकता है कि स्पेक्ट्रम की अवशोषण विशेषताओं पर अधिकांश धातु सामग्री ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य बढ़ने पर घटने की प्रवृत्ति प्रदर्शित करती है। धातु सामग्री स्पष्ट रूप से 10.6um पर CO2 लेजर पर CO2 लेजर के आउटपुट तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष लगभग 1070 एनएम के आउटपुट तरंग दैर्ध्य से अधिक मजबूत है। विशेष रूप से, 1070 एनएम तरंग दैर्ध्य के तहत धातु के लोहे की अवशोषण दर 10.6um तरंग दैर्ध्य की स्थिति से लगभग 6 गुना कम है।
अंजीर 2. 800-1100 एनएम स्पेक्ट्रम पर एल्युमिनोसिलिकेट और फॉस्फोसिलिकेट (वाईबी) फाइबर का सापेक्ष अवशोषण
क्योंकि मिश्रित ऑप्टिकल फाइबर में 976 एनएम और 915 एनएम तरंग दैर्ध्य की एक बहुत मजबूत अवशोषण विशेषता होती है, ऐसे लेज़रों को मुख्य रूप से एक अर्धचालक लेजर (एलडी) द्वारा पंप किया जाता है जो उपरोक्त तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन करता है। अंजीर 2 800 से 1100 एनएम स्पेक्ट्रोस्कोपी के सापेक्ष अवशोषण दर के लिए दो विशिष्ट डोप्ड ऑप्टिकल फाइबर हैं, और 915 एनएम और 976 एनएम के पास एक महत्वपूर्ण विशेषता अवशोषण शिखर है। एल्युमिनोसिलिकेट डंपिंग फाइबर में 976nm प्रकाश तरंगों की अवशोषण दर 915 एनएम की प्रकाश तरंग की लगभग तीन गुना है, और फॉस्फोसिलिकेट में पूर्व की अवशोषण दर बाद की लगभग 5 गुना है। ऐसा नुकसान अलग है, जिसका अर्थ है कि ऐसे लेजर उच्च प्रकाश-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता प्राप्त करने के लिए 976nm LD पंप तकनीक को अपनाते हैं। साथ ही, उच्च अवशोषण का अर्थ फाइबर की लंबाई को प्रभावी ढंग से कम करना भी है, जिससे हानिकारक गैर-रेखीय प्रभावों को कुछ हद तक सीमित किया जा सकता है।
Fig.3 फोटॉन डिनॉफ (पीडी) का वक्र विभिन्न वाईबी आयन ऊर्जा चरणों का नुकसान।
वर्तमान में, बड़े-अभिनय दुर्लभ पृथ्वी डोप्ड फाइबर लेजर को फोटोडेशनल समस्याओं का सामना करना पड़ता है। यह समस्या लेजर की उत्पादन शक्ति, स्थिरता और कामकाजी जीवन में उल्लेखनीय कमी का कारण बनती है। फोटॉन डार्कनेस घटना को बड़ी संख्या में आयन-डॉप्ड फाइबर लेजर में भी बताया गया है। आमतौर पर यह माना जाता है कि यह घटना ग्लास मैट्रिक्स में बने रंग-केंद्र के कारण होती है। पिछले अध्ययनों ने इस फोटॉन डक्ट को हल करने के लिए एक बहुत संभव तरीका प्रस्तावित किया है, जिसमें फाइबर में सह-डॉप्ड फॉस्फोरस शामिल है, 405 एनएम लेजर का उपयोग करके, फोटोब्लीचिंग, यहां तक कि उच्च तापमान का उपयोग करते हुए, फोटॉन के फोटोन को कम करने की एक एनीलिंग होती है। . उनमें से, हालांकि फॉस्फोरस को प्रभावी ढंग से दबाया जा सकता है, पृष्ठभूमि हानि और संख्यात्मक एपर्चर बढ़ जाते हैं।
फोटॉन डार्क पर कोपोनन टीम के पिछले अध्ययनों से पता चला है कि फोटॉन सेवन वेग काफी हद तक उत्तेजना के कण की एकाग्रता पर निर्भर करता है, जो कि आयन (वाईबी इनवर्जन रेट) की ऊर्जा स्थिति उलट है। उन्होंने पाया कि आयनिक ऊर्जा उत्क्रमण दर में फोटॉन सेवन दर 7 गुना के समानुपाती थी। चित्र 3 में चित्र 3 में समय के साथ फोटॉन इंटिमेटेड लॉस का एक वक्र चित्र 3 में दिया गया है। डेटा बहुत सहज है कि ऊर्जा उत्क्रमण की वृद्धि के साथ फोटॉन डार्किंग दर तेजी से बढ़ जाती है।
अंजीर 4, YB आयन एनर्जी रिवर्स रेट 976 एनएम और 920 एनएम पंप कंडीशन के तहत पंप पावर चेंज कर्व के रूप में (मान लें कि मानक विचरण 1% से कम होने पर रिवर्सल रेट डेटा पर्याप्त रूप से सुचारू है)
डोप्ड फाइबर में ऊर्जा राज्य उत्क्रमण दर फाइबर के द्रव्यमान, पंप शक्ति, प्रकाश प्रतिक्रिया और पंप प्रकाश तरंग दैर्ध्य की तरंग दैर्ध्य से प्रभावित होती है। उपयुक्त पंप प्रकाश तरंग दैर्ध्य को काफी हद तक दबाया जा सकता है। ऊर्जा-राज्य उत्क्रमण को मोटे तौर पर एक निश्चित पंप प्रकाश तरंग दैर्ध्य पर एक ही उत्सर्जन क्रॉस सेक्शन के साथ फोटोनिक अवशोषण के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, और फिर डोप किए गए फाइबर की ऊर्जा स्थिति 976 एनएम और 920 एनएम की दो पंप प्रकाश स्थितियों के तहत प्राप्त की जाती है। उत्क्रमण दर पंप शक्ति परिवर्तन (चित्र 4) के साथ बदलती है। हालाँकि पहले FiG 2 में FIG 2 में अवशोषण स्पेक्ट्रम इंगित करता है कि 976nm तरंग दैर्ध्य प्रकाश की अवशोषण विशेषताएँ अन्य तरंग दैर्ध्य की तुलना में काफी मजबूत हैं, लेकिन क्योंकि 976 एनएम तरंग दैर्ध्य प्रकाश अपेक्षाकृत बड़ा है, यह अंत में पंप प्रकाश द्वारा प्राप्त किया जाता है। 920 एनएम। स्थिति में कम ऊर्जा कम है। हालांकि डेटा ने सीधे 915 एनएम पंप की ऊर्जा स्थिति को उलट नहीं दिया, फिर भी यह अनुमान लगाना संभव था कि 976 एनएम पंप प्रकाश स्रोत में पूर्व की तुलना में एक मजबूत एंटी-ऑप्टिकल उप-प्रोफाइलिंग क्षमता है।
यद्यपि 976nm पंप विधि में उच्च अवशोषण दर और प्रकाश रूपांतरण दक्षता है, यह प्रभावी रूप से लाभ फाइबर की लंबाई को कम कर सकता है, और हानिकारक फोटॉन कैनाचे प्रभाव को कम किया जा सकता है, लेकिन यह फाइबर उपचार और युग्मन पर 915 एनएम पंप मोड के सापेक्ष है। . तकनीकी अधिक कठिन है। इसके अलावा, 976 एनएम रेंज में शामिल फाइबर का अवशोषण स्पेक्ट्रम बहुत संकीर्ण है। पंप स्रोत के तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण तरंग दैर्ध्य परिवर्तन से लेजर आउटपुट पावर अस्थिर हो सकती है, और इस पंप तकनीक में लेजर की थर्मल प्रबंधन प्रणाली की बहुत सख्त आवश्यकता होती है। इस वजह से, जर्मनी के आईपीजी, यूनाइटेड स्टेट्स कोहेरेंट-रोफिन, और यूएस जीडब्ल्यू और अन्य निर्माताओं जैसे कुछ ही लेजर निर्माता बड़े पैमाने पर औद्योगिक लेजर में 976 एनएम पंप स्रोत का उपयोग करते हैं।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-27-2021