នៅឆ្នាំ 2021 ប្រទេសចិននឹងក្លាយជាសេដ្ឋកិច្ចដ៏សំខាន់តែមួយគត់នៅក្នុងពិភពលោកដែលងើបឡើងវិញយ៉ាងឆាប់រហ័សពីជំងឺរាតត្បាតឆ្នាំ 2020 ។តម្លៃបន្ថែមនៃឧស្សាហកម្មលើសពីទំហំដែលបានកំណត់ក្នុងឆ្នាំទាំងមូលនឹងកើនឡើង 9.6% ធៀបនឹងឆ្នាំមុន ដែលក្នុងនោះតម្លៃបន្ថែមនៃការផលិតបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ និងការផលិតឧបករណ៍នឹងកើនឡើងរៀងគ្នា។18.2%, 12.9% ។ជាពិសេស ឧស្សាហកម្មឡាស៊ែររបស់ប្រទេសចិនបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ហើយទំហំនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មឡាស៊ែរបានកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ក្នុងឆ្នាំ 2020 ប្រាក់ចំណូលពីការលក់សរុបនៃឧបករណ៍ឡាស៊ែរ (រួមទាំងការនាំចូល) ក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្ម ព័ត៌មាន ពាណិជ្ជកម្ម ឱសថ និងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រនឹងមាន 69.2 ពាន់លានយន់ ដែលកើនឡើងពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំលើសពី 2019 កើនឡើង 5.2 ភាគរយ។ជាមួយនឹងការបន្តរីកចម្រើននៃ photovoltaic, ថាមពលថ្ម, រថយន្ត និងឧស្សាហកម្មផ្សេងទៀត ប្រាក់ចំណូលពីការលក់សរុបនៃទីផ្សារឧបករណ៍ឡាស៊ែររបស់ប្រទេសចិននឹងកើនឡើង 15.6% ពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំ ក្នុងឆ្នាំ 2021 ដែលឈានដល់ 80 ពាន់លានយន់។
▲ 2010-2021 ទីផ្សារឧបករណ៍ឡាស៊ែររបស់ប្រទេសចិន
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ បច្ចេកវិទ្យានៃឡាស៊ែរក៏កំពុងដំណើរការយ៉ាងឆាប់រហ័សផងដែរ។ទីមួយ បច្ចេកវិទ្យាស្នប់ត្រូវបានបំប្លែងពីដំណោះស្រាយ 915nm ជាមួយនឹងតំបន់ត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពកាន់តែទូលំទូលាយ ទៅជាដំណោះស្រាយ 976nm ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពនៃការស្រូបយកខ្ពស់។បច្ចុប្បន្ននេះនៅលើផ្លូវបច្ចេកវិជ្ជាបូមនៃឡាស៊ែរជាតិសរសៃបន្តដែលមានថាមពលខ្ពស់ បច្ចេកវិទ្យា Pu Pump 976nm បានក្លាយជាដំណោះស្រាយបច្ចេកទេសដ៏សំខាន់។លើសពីនេះទៀតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យានៃឡាស៊ែរ 10,000 វ៉ាត់វាតែងតែមានការប្រយុទ្ធគ្នារវាង "ការពង្រីកខ្សែតែមួយ" និង "ការសំយោគធ្នឹមពហុឆានែល" ។ទីផ្សារបន្តអភិវឌ្ឍ ហើយកត្តាដ៏ទូលំទូលាយដូចជាបច្ចេកវិទ្យា ការចំណាយ និងប្រសិទ្ធភាព វាបានក្លាយជាកត្តាស្នូលសម្រាប់ការជ្រើសរើសទីផ្សារឡាស៊ែរជាតិសរសៃឧស្សាហកម្ម។ចូរបំបែកផ្លូវបច្ចេកទេសទាំងពីរ។
ទិសដៅបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរ 10,000 វ៉ាត់
1. គ្រោងការណ៍រួមបញ្ចូលគ្នានៃធ្នឹមពហុឆានែល
យោងទៅតាមរចនាសម្ព័ន្ធប្រព័ន្ធផ្សេងៗគ្នា ឡាស៊ែរជាតិសរសៃអាចត្រូវបានបែងចែកជាៈ រចនាសម្ព័ន្ធលំយោលដោយផ្ទាល់ ឡាស៊ែរជាតិសរសៃ និងម៉ាស្ទ័រ oscillator power amplifier (MOPA) រចនាសម្ព័ន្ធឡាស៊ែរជាតិសរសៃ។ឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធលំយោលផ្ទាល់គឺមានលក្ខណៈសាមញ្ញក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ហើយមានតែឡាស៊ែរលំយោលប៉ុណ្ណោះ ហើយក្រឡាចត្រង្គជ្រើសរើស និងបញ្ចេញរលកពន្លឺជាក់លាក់ដែលបានជ្រើសរើស។
សម្រាប់ឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលំយោលដោយផ្ទាល់ វាមានជាចម្បងនៃក្រឡាចត្រង្គមួយគូ (ការឆ្លុះបញ្ចាំងទាប + ការឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់) ជាតិសរសៃ និងស្នប់ជាច្រើន។ធ្នឹមជាច្រើននៃពន្លឺបូមត្រូវបានភ្ជាប់ទៅជាសរសៃបង្កើនតាមរយៈឧបករណ៍ផ្សំធ្នឹម ដូច្នេះ សរសៃដែលទទួលបានគឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃការចែកចាយបញ្ច្រាសនៃចំនួនភាគល្អិត ដើម្បីដឹងពីការពង្រីកវិទ្យុសកម្មដែលជំរុញនៃពន្លឺ ហើយចុងក្រោយជ្រើសរើស រលកពន្លឺជាក់លាក់នៃពន្លឺឡាស៊ែរតាមរយៈ grating ការឆ្លុះបញ្ចាំងទាបដើម្បីឆ្លងកាត់សរសៃទិន្នផល។បញ្ជូនទៅបឋមកថាទិន្នផល។
▲ ឡាស៊ែរជាតិសរសៃផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធលំយោលផ្ទាល់
យោងទៅតាមវិធីសាស្រ្តនៃការបូមផ្សេងៗគ្នាវាអាចបែងចែកទៅជា: ការបូមទៅមុខ ការបូមបញ្ច្រាស និងការបូមទ្វេទិស។ទិសដៅនៃការចាក់ពន្លឺនៃស្នប់គឺដូចគ្នានឹងទិសដៅទិន្នផលឡាស៊ែរត្រូវបានគេហៅថាការបូមទៅមុខ;ទិសដៅនៃការចាក់ពន្លឺរបស់ស្នប់គឺដូចគ្នានឹងទិសដៅទិន្នផលឡាស៊ែរដែលទល់មុខនឹងការបូមទៅមុខនិងបញ្ច្រាស។ភ្លើងបូមត្រូវបានចាក់ពីទិសដៅទៅមុខ និងបញ្ច្រាសក្នុងពេលតែមួយ។ហៅថាការបូមទ្វេទិស។នាពេលបច្ចុប្បន្នទាំង GW និង IPG ប្រើគ្រោងការណ៍បូមទ្វេទិសដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងលើ។
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឡាស៊ែរជាតិសរសៃ ឬម៉ូឌុលដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធលំយោលផ្ទាល់ចរន្តមានថាមពលប្រហែល 3KW ហើយឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់ត្រូវបានផ្សំពីម៉ូឌុលមួយទៅម៉ូឌុលមួយទៀត ពោលគឺទិន្នផលពន្លឺពីម៉ូឌុលជាច្រើនត្រូវបានភ្ជាប់តាមរយៈឧបករណ៍ផ្សំធ្នឹម។ .ចូលទៅក្នុងសរសៃមួយហើយបន្ទាប់មកចេញ។ឧទាហរណ៍ 12KW ត្រូវបានទទួលដោយការរួមបញ្ចូលម៉ូឌុល 3KW ចំនួនបួន។
▲ ឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលមានថាមពលខ្ពស់ជាមួយនឹងគ្រោងការណ៍សំយោគធ្នឹមពហុឆានែល
2. គ្រោងការណ៍ពង្រីកខ្សែតែមួយ
ឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ MOPA រួមមានលំយោលឡាស៊ែរ និងដំណាក់កាលមួយឬច្រើននៃអំព្លីហ្វាយបឺ។រលកពន្លឺដែលត្រូវបានជ្រើសរើសដោយ grating នៅក្នុងលំយោលត្រូវបានប្រើជាពន្លឺគ្រាប់ពូជ ហើយពន្លឺគ្រាប់ពូជត្រូវបានពង្រីកនៅក្រោមសកម្មភាពរបស់ amplifier ពហុដំណាក់កាល ដូច្នេះថាមពលទិន្នផលអាចទទួលបានក្នុងកម្រិតជាក់លាក់មួយ។ការកែលម្អ។
សម្រាប់ឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់បែបនេះ ការកើនឡើងថាមពលមិនត្រូវបានសម្រេចដោយការបង្កើនចំនួនម៉ូឌុលនោះទេ ប៉ុន្តែជាចម្បងដោយ amplifiers ពហុដំណាក់កាល។ឧទាហរណ៍ 12KW ត្រូវបានទទួលតាមរយៈការពង្រីក 3 ដំណាក់កាល។
▲ គ្រោងការណ៍ពង្រីកបណ្តាញតែមួយដោយផ្អែកលើការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ MOPA ឡាស៊ែរជាតិសរសៃថាមពលខ្ពស់
គុណសម្បត្តិនៃការពង្រីកឡាស៊ែរ 10,000 វ៉ាត់
1.រចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ាស៊ីនទាំងមូលគឺសាមញ្ញនិងងាយស្រួលក្នុងការថែទាំ
ដោយសារឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់ពង្រីកឆានែលតែមួយមានម៉ូឌុលតែមួយ ការរៀបចំខាងក្នុងនៃពន្លឺ អគ្គិសនី និងទឹកគឺកាន់តែស្មុគស្មាញ។ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងរបស់វាមានភាពស្មុគ្រស្មាញជាង ហើយលំយោល និង amplifier ត្រូវតែធ្វើតាមទំនាក់ទំនងពេលវេលាជាក់លាក់នៅពេលបើក និងបិទ៖ នៅពេលបើកឡាស៊ែរ លំយោលគួរតែបើកជាមុនសិន ហើយបន្ទាប់មក amplifier គួរតែបើកពី amplifier ដំណាក់កាលដំបូង;ឧបករណ៍ពង្រីកដំណាក់កាលចាប់ផ្តើម ហើយឧបករណ៍ពង្រីកត្រូវបានបិទមួយជំហានទៅមុខ។នៅពេលដែលពេលវេលាអស់សណ្តាប់ធ្នាប់ វាទំនងជាធ្វើឱ្យខូចខាតធ្ងន់ធ្ងរដល់ឡាស៊ែរ។
គ្រោងការណ៍សំយោគពហុធ្នឹមដែលត្រូវបានអនុម័តដោយឡាស៊ែរ GW ការគ្រប់គ្រងឡាស៊ែរគឺសាមញ្ញមិនមានបញ្ហាពេលវេលាទេបញ្ហាការគ្រប់គ្រងកម្មវិធីហើយនឹងមិនបណ្តាលឱ្យខូចខាតដល់ម៉ាស៊ីនទេ។នៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍នៃការបរាជ័យឡាស៊ែរ ការជួសជុលអាចសម្រេចបានដោយគ្រាន់តែយកម៉ូឌុលដែលខូចចេញ ហើយជំនួសវាដោយថ្មីមួយ។សម្រាប់អតិថិជន វាសន្សំសំចៃពេលវេលាថែទាំកាន់តែច្រើន។
2. សមត្ថភាពប្រឆាំងនឹងពន្លឺខ្លាំង
ខុសគ្នាពីលំយោល វាមិនមានការ grating នៅចុងទាំងពីរនៃ fiber fiber នៃ amplifier ទេ។ពន្លឺត្រលប់មកវិញនៅពេលកែច្នៃវត្ថុធាតុដែលមានការឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់ ឬពន្លឺបញ្ច្រាសនៃអំព្លីក្រោយ ងាយស្រួលក្នុងការត្រឡប់ទៅឧបករណ៍បំពងសំឡេងមុន ដែលរំខានដល់ការងាររបស់ឧបករណ៍បំពងសំឡេងមុន ហើយថែមទាំងបណ្តាលឱ្យខូចខាតទៀតផង។ដូច្នេះវាជាការចាំបាច់ដើម្បីបន្ថែមវិធានការឯកោអុបទិកបន្ថែម។
គ្រោងការណ៍សំយោគពហុធ្នឹមរបស់ GW ម៉ូឌុលនីមួយៗមានលំយោលតែមួយប៉ុណ្ណោះ ហើយមិនមានពន្លឺបញ្ច្រាសទេ។ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អាថ៌កំបាំងតែមួយគត់នៃឡាស៊ែរ GW - បច្ចេកវិទ្យាប្រឆាំងការឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់ ABR: ម៉ូឌុលតែមួយត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺត្រឡប់មកវិញកម្រិតប្រាំ និងឧបករណ៍ដកយកចេញ; ដោយផ្អែកលើការប្រឆាំងនឹងការឆ្លុះបញ្ចាំងកម្រិតប្រាំនៃ ម៉ូឌុលតែមួយ ម៉ូឌុលនីមួយៗត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍ប្រឆាំងនឹងពន្លឺកម្រិតទីមួយ ដែលអាចការពារសមាសធាតុខាងក្នុងយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ពីការខូចខាត ធានាបាននូវប្រតិបត្តិការប្រកបដោយស្ថេរភាពនៃឡាស៊ែរ និងងាយស្រួលកាត់មាស ប្រាក់ សម្ភារៈឆ្លុះបញ្ចាំងខ្ពស់ដូចជាទង់ដែង និង អាលុយមីញ៉ូមគឺសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីផ្សារផ្សេងៗ។
3. ការបូមទ្វេទិសធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធ
➢ កាត់បន្ថយសំលេងរំខានឡាស៊ែរ
សម្រាប់ការបូមទៅមុខ និងបញ្ច្រាស ពន្លឺស្នប់ត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងសរសៃ ytterbium-doped ពីចុងម្ខាង ហើយពន្លឺបូមគឺខ្លាំងជាងនៅចុងបញ្ចូលនៃជាតិសរសៃ ytterbium-doped ដូច្នេះការរំភើបបញ្ច្រាសភាគល្អិតក៏ខ្លាំងដែរ ប៉ុន្តែដោយសារ កត្តាស្រូបយក, ពន្លឺបូមគឺខ្លាំង។ពន្លឺនឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយនៅតាមបណ្តោយប្រវែងនៃសរសៃ ដូច្នេះការទទួលបានតិត្ថិភាពត្រូវបានឈានដល់ប្រវែងសរសៃជាក់លាក់មួយ ហើយសំឡេងកើនឡើង។ការបូមទ្វេទិសអាចធ្វើឱ្យស្នប់មានពន្លឺចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងសរសៃ ដូច្នេះការទទួលបានក៏ត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងជាតិសរសៃផងដែរ ដូច្នេះសំឡេងត្រូវបានកាត់បន្ថយ។
➢ បន្ធូរបន្ថយសម្ពាធតែមួយ
ថាមពលពន្លឺនៃស្នប់ច្រើនហួសប្រមាណត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងសរសៃដែលទទួលបាន ហើយផ្នែកដំបូងនៃជាតិសរសៃទទួលបានស្រូបយកពន្លឺបូមយ៉ាងច្រើន ដូច្នេះសីតុណ្ហភាពនៃជាតិសរសៃគឺខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងផ្នែកដំបូង ហើយចំណុចរលាយនៃជាតិសរសៃមានសម្ពាធធំបំផុត។ការបូមចុងពីរដងអាចធ្វើឱ្យចំណុចរលាយពីរនៅសងខាងនៃសរសៃ gain ចែករំលែកសម្ពាធដែលធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធដំណើរការកាន់តែមានស្ថេរភាព។
➢ បង្កើនកម្រិតនៃអស្ថេរភាពរបៀប
អស្ថិរភាពនៃរបៀបគឺទាក់ទងទៅនឹងការផ្ទុកកំដៅនៃសរសៃដែលបានទទួល។បន្ទាប់ពីវិធីសាស្រ្តបូមចុងពីរត្រូវបានអនុម័ត ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃជាតិសរសៃទទួលបានអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យឯកសណ្ឋានកាន់តែច្រើន ឥទ្ធិពលកម្ដៅត្រូវបានចុះខ្សោយ ហើយតម្លៃកម្រិតនៃអស្ថេរភាពនៃរបៀបត្រូវបានកើនឡើង។4
.គ្រោងការណ៍បូម 976nm មានគុណសម្បត្តិជាក់ស្តែង
▶អត្រាបំប្លែងខ្ពស់ជាង
ជាតិសរសៃ Ytterbium-doped មានកម្រិតស្រូបយកខ្លាំងពីរនៅ 915nm និង 976nm ដូច្នេះក្រុមពន្លឺបូមជាធម្មតាត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ ytterbium-doped fiber laser គឺ 915nm ឬ 975nm ។ក្នុងចំណោមពួកគេ កំពូលស្រូបយកនៅ 975nm គឺខ្ពស់ជាង ដែលប្រហែល 3 ដងនៃ 915nm ដូច្នេះឡាស៊ែរ 1070nm ដែលមានថាមពលដូចគ្នាប្រើប្រាស់តែមួយភាគបីនៃពន្លឺបូម 915nm ។ភ្លើងបូមត្រូវបានបំប្លែងពីថាមពលអគ្គិសនី ដែលមានន័យថា ការប្រើប្រាស់ប្រភពស្នប់ 976nm ប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីតិច ហើយមានប្រសិទ្ធភាព និងសន្សំសំចៃថាមពលជាង។
▶ ផលប៉ះពាល់ដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរទាប
នៅក្នុងឡាស៊ែរ fiber-frequency single-frequency មានផលប៉ះពាល់ដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរមួយចំនួន ដូចជាការជំរុញ Brillouin scattering ជំរុញឱ្យ Raman scattering និង optical Kerr effect ដែលនឹងធ្វើឱ្យខូចគុណភាពនៃធ្នឹម។ដោយទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីកម្រិតខ្ពស់នៃការស្រូបចូលខ្ពស់នៅ 976nm ជាតិសរសៃទទួលបានអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យខ្លីជាងក្រោមមូលដ្ឋាននៃប្រសិទ្ធភាពនៃការស្រូបចូលដូចគ្នា ហើយការកាត់បន្ថយប្រវែងសរសៃជួយជៀសវាងការទប់ស្កាត់ផលប៉ះពាល់ដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរ។
Epilogue
GW Laser (GW) គឺផ្អែកលើបច្ចេកវិជ្ជាបូម 976nm និងគ្រោងការណ៍សំយោគធ្នឹមពហុឆានែលជាខ្សែសំខាន់ ហើយប្តេជ្ញាកែលម្អកម្រិតថាមពល និងគុណភាពធ្នឹមនៃឡាស៊ែរ 10,000 វ៉ាត់។ទន្ទឹមនឹងនេះ វាក៏យកចិត្តទុកដាក់លើការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវគុណភាព និងស្ថិរភាពរបស់ផលិតផល កាត់បន្ថយអត្រាបរាជ័យផលិតផល និងភាពស្មុគស្មាញក្នុងការដោះស្រាយការបរាជ័យ។នៅពេលអនាគត យើងនឹងបន្តផ្តល់ជូនអតិថិជននូវឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងការគាំទ្រផ្នែកបច្ចេកទេសដ៏រឹងមាំ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២១ ខែមីនា ឆ្នាំ ២០២២