Во текот на изминатата деценија, со континуираното подобрување на изворот на пумпата и структурата на ласерот, технологијата на ласерски влакна значително се подобри. Врз основа на допингуваното оптичко влакно (YDF-Laser) е широко користен во индустриски, научни истражувања итн. поради високата електрично-оптичка ефикасност на конверзија, подобриот квалитет на зракот и стабилноста.
Сл.1. Спектрална стапка на апсорпција на различни метални материјали
Денешните високомоќни едномодни влакна ласери веќе долго време можат лесно да имплементираат дигитална излезна оптичка моќност на ниво на KW, што прави такви ласери во областа на обработка на метали. Под исти услови на излезна моќност на светлината, поради различната стапка на апсорпција, ласерот со влакна од 1 микрон базиран на влакно за возрасни е значително подобрен кога CO2 ласерот од 10 микрони е поефикасен од металниот материјал. Слика 1 ја дава спектралната стапка на апсорпција на различни метални материјали, што може да се види од сликата дека повеќето метални материјали на апсорпционите карактеристики на спектарот покажуваат тенденција да се намалуваат како што се зголемува оптичката бранова должина. Металниот материјал е очигледно посилен од излезната бранова должина од околу 1070 nm во однос на излезната бранова должина на CO2 ласерот на CO2 ласер на 10,6um. Особено, стапката на апсорпција на металното железо под бранова должина од 1070 nm е скоро 6 пати помала од условите за бранова должина од 10,6 м.
Сл. 2. Релативна апсорпција на алумосиликатни и фосфосиликатни (YB) влакна на 800-1100 nm спектар
Бидејќи измешаното оптичко влакно има многу силна карактеристика на апсорпција од 976 nm и 915 nm бранова должина, таквите ласери главно се пумпаат од полупроводнички ласер (LD) кој ја емитира горната бранова должина. Слика 2 е две типични допирани оптички влакна до релативни стапки на апсорпција од 800 до 1100 nm спектроскопија, и има значаен врв на апсорпција на карактеристики близу 915 nm и 976 nm. Стапката на апсорпција на светлосните бранови од 976 nm во алуминиосиликатното влакно е скоро три пати поголема од светлосниот бран од 915 nm, а стапката на апсорпција на првиот во фосфосиликатот е скоро 5 пати поголема од второто. Ваквиот недостаток е различен, што значи дека таквите ласери ја прифаќаат технологијата на LD пумпи од 976nm за да постигнат поголема ефикасност на конверзија на светлина-оптичка. Во исто време, поголемата апсорпција значи и ефикасно намалување на должината на влакното, со што се ограничуваат штетните нелинеарни ефекти до одреден степен.
Сл.3 Крива на фотон Диноф (PD) Губење на различни чекори на YB јонска енергија.
Во моментов, ласерите со допирани влакна од ретки земји со големо дејство треба да се соочат со фотодационални проблеми. Овој проблем предизвикува значително намалување на излезната моќност на ласерот, стабилноста и работниот век. Фотонска темнина Феноменот е пријавен и во голем број ласери со јонски влакна. Генерално се смета дека овој феномен е предизвикан од центарот на боја произведен во стаклената матрица. Претходните студии предложија многу можни начини за решавање на овој фотонски дакт, вклучувајќи ко-допиран фосфор во влакното, со користење на ласер од 405 nm, фотобелење, дури и со употреба на висока температура, се случува жарење на фотонско децименирање на фотонот. . Меѓу нив, иако фосфорот може ефективно да се потисне, загубата на позадината и нумеричката бленда се зголемени.
Претходните студии на тимот на Копонен, на фотон потемни, покажаа дека брзината на внесување на фотони во голема мера зависи од концентрацијата на возбудливите грини, што е промена на енергетската состојба на јонот (YB Inversion Rate). Тие откриле дека стапките на внесување на фотони се пропорционални на 7 пати во стапката на пресврт на јонската енергија. Крива на загуби предизвикани од фотони со текот на времето на Сл. 3 на Сл. 3 е дадена на Сл. 3. Податоците се многу интуитивни дека брзината на затемнување на фотонот нагло се зголемува со зголемувањето на енергетскиот пресврт.
Сл. 4, Обратна стапка на YB јонска енергија како крива на промена на моќноста на пумпата под 976 Nm и 920 NM состојба на пумпата (Претпоставете дека податоците за стапката на пресврт се доволно мазни кога стандардната варијанса е помала од 1%)
Стапката на пресврт на енергетската состојба во допингуваното влакно е под влијание на масата на влакното, моќноста на пумпата, повратната информација на светлината и брановата должина на светлосната бранова должина на пумпата. Соодветната светлосна бранова должина на пумпата може во голема мера да се потисне во голема мера. Превртувањето на енергетската состојба е грубо дефинирано како сооднос на фотонска апсорпција со ист пресек на емисија при одредена светлосна бранова должина на пумпата, а потоа енергетската состојба на допингуваното влакно се добива при две услови на светлина на пумпата од 976 nm и 920 nm. Стапката на превртување варира со промената на моќноста на пумпата (слика 4). Иако спектарот на апсорпција на сликата 2 на првата слика 2 покажува дека карактеристиките на апсорпција на светлината со бранова должина од 976 nm се значително посилни од другите бранови должини, но бидејќи светлината со бранова должина од 976 nm е релативно голема, таа конечно се добива со светлина на пумпата отколку во 920 nm. Пониската енергија во состојбата е помала. Иако податоците директно не дадоа пресврт на енергетската состојба на пумпата од 915 nm, сепак беше можно да се шпекулира дека изворот на светлина на пумпата од 976 nm има посилен антиоптички потенцијал за потпрофилирање од првиот.
Иако методот на пумпа од 976 nm има повисока стапка на апсорпција и ефикасност на конверзија на светлината, тој може ефикасно да ја намали должината на влакното за засилување, а штетниот ефект на фотонот може да се намали, но тој е во однос на режимот на пумпа од 915 nm за третман и спојување влакна . Техничкото е потешко. Покрај тоа, спектарот на апсорпција на вграденото влакно во опсегот од 976 nm е премногу тесен. Промената на брановата должина предизвикана од температурната флуктуација на изворот на пумпата може да предизвика нестабилна излезна моќност на ласерот, а оваа технологија на пумпа има многу строг услов од системот за термичко управување на ласерот. Поради ова, само неколку производители на ласери се како германскиот IPG, САД Coherent-Rofin, а американскиот GW и другите производители користат извор на пумпа од 976 nm во индустриски ласери од големи размери.
Време на објавување: 27 јули 2021 година