ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಪಂಪ್ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ರಚನೆಯ ನಿರಂತರ ಸುಧಾರಣೆಯೊಂದಿಗೆ, ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಿದೆ. ಡೋಪ್ಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ (YDF-ಲೇಸರ್) ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ, ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆ, ಉತ್ತಮ ಕಿರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆ.
ಚಿತ್ರ 1. ವಿವಿಧ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ದರ
ಇಂದಿನ ಹೈ-ಪವರ್ ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ಗಳು ಡಿಜಿಟಲ್ ಕೆಡಬ್ಲ್ಯೂ-ಲೆವೆಲ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪವರ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ, ಇದು ಲೋಹದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಂತಹ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಬೆಳಕಿನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಪವರ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಭಿನ್ನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ದರದಿಂದಾಗಿ, ವಯಸ್ಕ ಫೈಬರ್ನ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ 1 ಮೈಕ್ರಾನ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಿದಾಗ 10 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳ CO2 ಲೇಸರ್ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದ್ದಾಗ. ಚಿತ್ರ 1 ವಿವಿಧ ಲೋಹದ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ದರವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ವರ್ಣಪಟಲದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೋಹದ ವಸ್ತುವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತರಂಗಾಂತರವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಚಿತ್ರದಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾಗಿದೆ. ಲೋಹದ ವಸ್ತುವು 10.6um ನಲ್ಲಿ CO2 ಲೇಸರ್ನಲ್ಲಿ CO2 ಲೇಸರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಸುಮಾರು 1070 nm ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, 1070 nm ತರಂಗಾಂತರದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಲೋಹದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು 10.6um ತರಂಗಾಂತರದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 6 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.
ಚಿತ್ರ 2. 800-1100 nm ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ನಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೋಸಿಲಿಕೇಟ್ (YB) ಫೈಬರ್ನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ
ಮಿಶ್ರಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ 976 nm ಮತ್ತು 915 nm ತರಂಗಾಂತರದ ಅತ್ಯಂತ ಬಲವಾದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಅಂತಹ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೇಲಿನ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ (LD) ಮೂಲಕ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. Fig 2 800 ರಿಂದ 1100 nm ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ದರಗಳಿಗೆ ಎರಡು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಡೋಪ್ಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು 915 nm ಮತ್ತು 976 nm ಬಳಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗರಿಷ್ಠತೆ ಇದೆ. ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಡಂಪಿಂಗ್ ಫೈಬರ್ನಲ್ಲಿನ 976nm ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು 915 nm ನ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಕ್ಕಿಂತ ಸುಮಾರು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು, ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೋಸಿಲಿಕೇಟ್ನಲ್ಲಿ ಮೊದಲಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ನಂತರದ 5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಅಂತಹ ಅನನುಕೂಲತೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಅಂತಹ ಲೇಸರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕಿನ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು 976nm LD ಪಂಪ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಎಂದರೆ ಫೈಬರ್ನ ಉದ್ದವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹಾನಿಕಾರಕ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
Fig.3 ಫೋಟಾನ್ ಡೈನೋಫ್ (PD) ಕರ್ವ್ ವಿವಿಧ YB ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿಯ ಹಂತಗಳ ನಷ್ಟ.
ಪ್ರಸ್ತುತ, ದೊಡ್ಡ-ನಟನೆಯ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ಗಳು ಫೋಟೋಡೇಷನಲ್ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯು ಲೇಸರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ, ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಕೆಲಸದ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಇಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟಾನ್ ಡಾರ್ಕ್ನೆಸ್ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಯಾನ್-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ಗಳಲ್ಲಿಯೂ ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಗಾಜಿನ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಬಣ್ಣ-ಕೇಂದ್ರದಿಂದ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಫೈಬರ್ನಲ್ಲಿನ ಸಹ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ, 405 nm ಲೇಸರ್ ಬಳಸಿ, ಫೋಟೊಬ್ಲೀಚಿಂಗ್, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಫೋಟಾನ್ ದಶಮಾಂಶದ ಅನೆಲಿಂಗ್ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಈ ಫೋಟಾನ್ ಡಾಕ್ಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಸಂಭವನೀಯ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. . ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ರಂಜಕವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದಾದರೂ, ಹಿನ್ನೆಲೆ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
ಕೊಪೊನೆನ್ ತಂಡದ ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳು, ಫೋಟಾನ್ ಡಾರ್ಕರ್ನಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಸೇವನೆಯ ವೇಗವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಹುಳಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಅಯಾನ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ರಿವರ್ಸಲ್ ಆಗಿದೆ (YB ಇನ್ವರ್ಶನ್ ರೇಟ್). ಅಯಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿಯ ಹಿಮ್ಮುಖ ದರದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಸೇವನೆಯ ದರಗಳು 7 ಪಟ್ಟು ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅವರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿನ ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಇಂಟಿಮಿನೇಟೆಡ್ ನಷ್ಟಗಳ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ. ಶಕ್ತಿಯ ಹಿಮ್ಮುಖದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಫೋಟಾನ್ ಡಾರ್ಕಿಂಗ್ ದರವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಡೇಟಾವು ಬಹಳ ಅರ್ಥಗರ್ಭಿತವಾಗಿದೆ.
ಚಿತ್ರ 4, YB ಅಯಾನ್ ಎನರ್ಜಿ ರಿವರ್ಸ್ ರೇಟ್ 976 Nm ಮತ್ತು 920 NM ಪಂಪ್ ಸ್ಥಿತಿಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕರ್ವ್ ಆಗಿ (ಪ್ರಮಾಣಿತ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು 1% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಾಗ ಹಿಮ್ಮುಖ ದರದ ಡೇಟಾವು ಸಾಕಷ್ಟು ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ)
ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ನಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ರಿವರ್ಸಲ್ ದರವು ಫೈಬರ್ನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, ಪಂಪ್ ಶಕ್ತಿ, ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರದ ತರಂಗಾಂತರದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸೂಕ್ತವಾದ ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. ಶಕ್ತಿ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಹಿಮ್ಮುಖವನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ ಅದೇ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗದೊಂದಿಗೆ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಅನುಪಾತ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು 976 nm ಮತ್ತು 920 nm ನ ಎರಡು ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಿವರ್ಸಲ್ ದರವು ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 4). ಮೊದಲ Fig 2 ರಲ್ಲಿ FIG 2 ರಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವರ್ಣಪಟಲವು 976nm ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಇತರ ತರಂಗಾಂತರಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ 976 nm ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಇದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಪಡೆಯಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ 920 ಎನ್ಎಂ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಡೇಟಾವು ನೇರವಾಗಿ 915 nm ಪಂಪ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿಸದಿದ್ದರೂ, 976nm ಪಂಪ್ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲವು ಹಿಂದಿನದಕ್ಕಿಂತ ಬಲವಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್-ವಿರೋಧಿ ಉಪ-ಪ್ರೊಫೈಲಿಂಗ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲು ಇನ್ನೂ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.
976nm ಪಂಪ್ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ದರ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಇದು ಗೈನ್ ಫೈಬರ್ನ ಉದ್ದವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹಾನಿಕಾರಕ ಫೋಟಾನ್ ಕ್ಯಾನಚೆ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಆದರೆ ಫೈಬರ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆಯ ಮೇಲಿನ 915 nm ಪಂಪ್ ಮೋಡ್ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ . ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, 976 nm ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಫೈಬರ್ನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವರ್ಣಪಟಲವು ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿದೆ. ಪಂಪ್ ಮೂಲದ ತಾಪಮಾನದ ಏರಿಳಿತದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ತರಂಗಾಂತರದ ಬದಲಾವಣೆಯು ಲೇಸರ್ ಔಟ್ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಈ ಪಂಪ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಲೇಸರ್ನ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಅವಶ್ಯಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಕೆಲವೇ ಕೆಲವು ಲೇಸರ್ ತಯಾರಕರು ಜರ್ಮನಿಯ IPG, ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ ಕೋಹೆರೆಂಟ್-ರೋಫಿನ್, ಮತ್ತು US GW ಮತ್ತು ಇತರ ತಯಾರಕರು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಲೇಸರ್ಗಳಲ್ಲಿ 976 nm ಪಂಪ್ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಜುಲೈ-27-2021