Անցած տասնամյակի ընթացքում պոմպի աղբյուրի և լազերային կառուցվածքի շարունակական բարելավմամբ, մանրաթելային լազերային տեխնոլոգիան զգալիորեն բարելավվել է: Հիմք ընդունելով դոպինգային օպտիկական մանրաթելը (YDF-Laser) լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերական, գիտական հետազոտություններում և այլն՝ բարձր էլեկտրական-օպտիկական փոխակերպման արդյունավետության, ճառագայթի ավելի լավ որակի և կայունության պատճառով:
Նկ1. Տարբեր մետաղական նյութերի սպեկտրային կլանման արագությունը
Այսօրվա բարձր հզորության մի ռեժիմ օպտիկամանրաթելային լազերները վաղուց կարողացել են հեշտությամբ իրականացնել թվային KW մակարդակի օպտիկական էներգիայի թողարկում, ինչը նման լազերներ է դարձնում մետաղների մշակման ոլորտում: Միևնույն լույսի ելքային հզորության պայմաններում, կլանման տարբեր արագության պատճառով, մեծահասակների մանրաթելի վրա հիմնված 1 միկրոն մանրաթելային լազերը զգալիորեն բարելավվում է, երբ 10 մկմ CO2 լազերն ավելի արդյունավետ է, քան մետաղական նյութը: Նկար 1-ը տալիս է տարբեր մետաղական նյութերի սպեկտրալ կլանման արագությունը, որը երևում է նկարից, որ սպեկտրի կլանման բնութագրերի վրա գտնվող մետաղական նյութի մեծ մասը օպտիկական ալիքի երկարության մեծացման հետ նվազման միտում է ցուցաբերում: Մետաղական նյութն ակնհայտորեն ավելի ամուր է, քան ելքային ալիքի երկարությունը՝ մոտ 1070 նմ, համեմատած CO2 լազերի ելքային ալիքի երկարության հետ՝ CO2 լազերային 10,6 մմ: Մասնավորապես, մետաղական երկաթի կլանման արագությունը 1070 նմ ալիքի երկարության տակ գրեթե 6 անգամ ցածր է 10,6 մ ալիքի երկարության պայմաններից:
Նկ 2. Ալյումինոսիլիկատի և ֆոսֆոսիլիկատային (YB) մանրաթելի հարաբերական կլանումը 800-1100 նմ սպեկտրի վրա
Քանի որ խառը օպտիկական մանրաթելն ունի 976 նմ և 915 նմ ալիքի երկարության շատ ուժեղ կլանման հատկանիշ, այդպիսի լազերները հիմնականում մղվում են կիսահաղորդչային լազերով (LD), որն արձակում է վերը նշված ալիքի երկարությունը: Նկար 2-ը երկու տիպիկ դոպինգով օպտիկական մանրաթելեր է 800-ից 1100 նմ սպեկտրոսկոպիայի հարաբերական կլանման արագությամբ, և կա հատկանիշի կլանման գագաթնակետ՝ մոտ 915 նմ և 976 նմ: 976 նմ լույսի ալիքների կլանման արագությունը ալյումինոսիլիկատային թափման մանրաթելում գրեթե երեք անգամ գերազանցում է 915 նմ լույսի ալիքը, իսկ առաջինի կլանման արագությունը ֆոսֆոսիլիկատում գրեթե 5 անգամ է: Նման թերությունը տարբերվում է, ինչը նշանակում է, որ նման լազերները ընդունում են 976 նմ LD պոմպի տեխնոլոգիա՝ լուսաօպտիկական փոխակերպման ավելի բարձր արդյունավետության հասնելու համար: Միևնույն ժամանակ, ավելի բարձր կլանումը նաև նշանակում է արդյունավետորեն նվազեցնել մանրաթելի երկարությունը՝ դրանով իսկ որոշ չափով սահմանափակելով վնասակար ոչ գծային ազդեցությունները:
Նկ.3 Ֆոտոն Դինոֆի կորը (PD) YB իոնային էներգիայի տարբեր աստիճանների կորուստ:
Ներկայումս մեծ գործողությամբ հազվագյուտ հողի դոպինգային մանրաթելային լազերները պետք է բախվեն ֆոտոդացիոն խնդիրների հետ: Այս խնդիրն առաջացնում է լազերի ելքային հզորության, կայունության և աշխատանքային կյանքի զգալի նվազում: Ֆոտոնների խավարը Ֆենոմենը նկատվում է նաև մեծ քանակությամբ ion-doped մանրաթելային լազերներում: Ընդհանրապես համարվում է, որ այս երևույթը առաջանում է ապակե մատրիցում առաջացած գունային կենտրոնի պատճառով: Նախորդ ուսումնասիրությունները առաջարկել են այս ֆոտոնային դակտը լուծելու շատ հնարավոր ուղիներ, ներառյալ մանրաթելում համադոպված ֆոսֆորը, 405 նմ լազերի օգտագործումը, ֆոտոսպիտակեցումը, նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի կիրառումը, տեղի է ունենում ֆոտոնների անջատում ֆոտոնին: . Դրանց թվում, թեև ֆոսֆորը կարող է արդյունավետորեն ճնշվել, ֆոնի կորուստը և թվային բացվածքը մեծանում են:
Կոպոնենի թիմի նախկին ուսումնասիրությունները, ավելի մուգ ֆոտոնների վրա, ցույց են տվել, որ ֆոտոնների ընդունման արագությունը մեծապես կախված է գրգռման տիզերի կոնցենտրացիայից, որը հանդիսանում է իոնի էներգետիկ վիճակի հակադարձումը (YB Inversion Rate): Նրանք պարզել են, որ ֆոտոնների ընդունման արագությունը 7 անգամ համաչափ է իոնային էներգիայի հակադարձման արագության վրա: Ժամանակի ընթացքում ֆոտոնների հետ կապված կորուստների կորը Նկար 3-ում տրված է Նկար 3-ում: Տվյալները շատ ինտուիտիվ են, որ ֆոտոնների խավարման արագությունը կտրուկ աճում է էներգիայի հակադարձման ավելացման հետ:
Նկար 4, YB իոնային էներգիայի հակադարձ արագություն Որպես պոմպի հզորության փոփոխության կոր 976 Նմ և 920 ՆՄ պոմպի վիճակի տակ (Ենթադրենք, որ հակադարձ արագության տվյալները բավականաչափ հարթ են, երբ ստանդարտ շեղումը 1%-ից պակաս է:
Դոպինգային մանրաթելում էներգիայի վիճակի հակադարձման արագության վրա ազդում են մանրաթելի զանգվածը, պոմպի հզորությունը, լույսի հետադարձ կապը և պոմպի լույսի ալիքի երկարության ալիքի երկարությունը: Պոմպի համապատասխան լույսի ալիքի երկարությունը կարող է մեծապես ճնշվել մեծ չափով: Էներգետիկ վիճակի հակադարձումը մոտավորապես սահմանվում է որպես ֆոտոնային կլանման հարաբերակցություն՝ նույն արտանետումների խաչմերուկով որոշակի պոմպի լույսի ալիքի երկարությամբ, և այնուհետև դոպինգով մանրաթելի էներգետիկ վիճակը ստացվում է երկու պոմպի լույսի պայմաններում՝ 976 նմ և 920 նմ: Հետադարձ արագությունը տատանվում է պոմպի հզորության փոփոխության հետ (Նկար 4): Թեև ՆԿ 2-ի կլանման սպեկտրը առաջին Նկար 2-ում ցույց է տալիս, որ 976 նմ ալիքի լույսի կլանման բնութագրերը զգալիորեն ավելի ուժեղ են, քան մյուս ալիքի երկարությունները, բայց քանի որ 976 նմ ալիքի լույսը համեմատաբար մեծ է, այն վերջապես ստացվում է պոմպի լույսով, քան 920 նմ. Վիճակում ցածր էներգիան ավելի ցածր է: Թեև տվյալներն ուղղակիորեն չեն տվել 915 նմ պոմպի էներգետիկ վիճակի հակադարձումը, այնուամենայնիվ հնարավոր էր ենթադրել, որ 976 նմ պոմպի լույսի աղբյուրն ունի ավելի ուժեղ հակաօպտիկական ենթապրոֆիլավորման ներուժ, քան նախկինը:
Թեև 976 նմ պոմպի մեթոդն ունի ավելի բարձր կլանման արագություն և լույսի փոխակերպման արդյունավետություն, այն կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել ձեռքբերման մանրաթելի երկարությունը, և ֆոտոնների վնասակար ազդեցությունը կարող է կրճատվել, բայց դա համեմատում է 915 նմ պոմպի ռեժիմի հետ մանրաթելերի մշակման և միացման վրա: . Տեխնիկական ավելի բարդ է. Ավելին, 976 նմ տիրույթում ներառված մանրաթելի կլանման սպեկտրը չափազանց նեղ է: Պոմպի աղբյուրի ջերմաստիճանի տատանման հետևանքով առաջացած ալիքի երկարության փոփոխությունը կարող է հանգեցնել լազերային ելքային հզորության անկայունության, և այս պոմպի տեխնոլոգիան ունի լազերային ջերմային կառավարման համակարգի շատ խիստ պահանջ: Դրա պատճառով լազերային արտադրողներից միայն մի քանիսն են Գերմանիայի IPG-ի, Միացյալ Նահանգների Coherent-Rofin-ի և ԱՄՆ-ի GW-ի և այլ արտադրողների պես օգտագործում են 976 նմ պոմպի աղբյուր լայնածավալ արդյունաբերական լազերներում:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հուլիս-27-2021