गेल्या दशकात, पंप स्रोत आणि लेसर संरचना सतत सुधारणा सह, फायबर लेसर तंत्रज्ञान मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे. डोपेड ऑप्टिकल फायबरवर आधारित (YDF-Laser) मोठ्या प्रमाणावर औद्योगिक, वैज्ञानिक संशोधन, इत्यादींमध्ये वापरले जाते कारण उच्च विद्युत-ऑप्टिकल रूपांतरण कार्यक्षमता, उत्तम बीम गुणवत्ता आणि स्थिरता.
आकृती क्रं 1. वेगवेगळ्या धातूंच्या पदार्थांचे स्पेक्ट्रल शोषण दर
आजचे हाय-पॉवर सिंगल-मोड फायबर लेसर बर्याच काळापासून डिजिटल KW-स्तरीय ऑप्टिकल पॉवर आउटपुट सहजपणे लागू करण्यात सक्षम आहेत, जे मेटल प्रोसेसिंगच्या क्षेत्रात अशा लेसर बनवते. समान प्रकाश आउटपुट पॉवर परिस्थितीत, भिन्न शोषण दरामुळे, प्रौढ फायबरवर आधारित 1 मायक्रॉन फायबर लेसर जेव्हा 10 मायक्रॉनचा CO2 लेसर धातूच्या सामग्रीपेक्षा अधिक कार्यक्षम असतो तेव्हा लक्षणीय सुधारणा केली जाते. अंजीर 1 वेगवेगळ्या धातूंच्या पदार्थांचे वर्णक्रमीय शोषण दर देते, जे आकृतीवरून दिसून येते की स्पेक्ट्रमच्या शोषण वैशिष्ट्यांवरील बहुतेक धातू सामग्री ऑप्टिकल तरंगलांबी वाढते म्हणून कमी होण्याची प्रवृत्ती दर्शवते. 10.6um वर CO2 लेसरच्या CO2 लेसरच्या आउटपुट तरंगलांबीच्या सापेक्ष सुमारे 1070 nm च्या आउटपुट तरंगलांबीपेक्षा धातूची सामग्री स्पष्टपणे अधिक मजबूत आहे. विशेषतः, 1070 nm तरंगलांबी अंतर्गत धातूच्या लोखंडाचा शोषण दर 10.6um तरंगलांबीच्या स्थितीपेक्षा जवळजवळ 6 पट कमी आहे.
अंजीर 2. 800-1100 एनएम स्पेक्ट्रमवर अॅल्युमिनोसिलिकेट आणि फॉस्फोसिलिकेट (वायबी) फायबरचे सापेक्ष शोषण
मिश्रित ऑप्टिकल फायबरमध्ये 976 nm आणि 915 nm तरंगलांबीचे अतिशय मजबूत शोषण वैशिष्ट्य असल्यामुळे, अशा लेसरांना मुख्यतः अर्धसंवाहक लेसर (LD) द्वारे पंप केले जाते जे वरील तरंगलांबी उत्सर्जित करते. अंजीर 2 हे 800 ते 1100 nm स्पेक्ट्रोस्कोपीच्या सापेक्ष अवशोषण दरासाठी दोन विशिष्ट डोप केलेले ऑप्टिकल तंतू आहेत आणि 915 nm आणि 976 nm जवळ एक लक्षणीय वैशिष्ट्य शोषण शिखर आहे. अॅल्युमिनोसिलिकेट डंपिंग फायबरमधील 976nm प्रकाश लहरींचे शोषण दर 915 nm च्या प्रकाश लहरीपेक्षा जवळजवळ तीन पट आहे आणि फॉस्फोसिलिकेटमधील पूर्वीच्या शोषणाचा दर नंतरच्या जवळजवळ 5 पट आहे. असा गैरसोय वेगळा आहे, म्हणजे असे लेसर उच्च प्रकाश-ऑप्टिकल रूपांतरण कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी 976nm LD पंप तंत्रज्ञानाचा अवलंब करतात. त्याच वेळी, उच्च शोषण म्हणजे फायबरची लांबी प्रभावीपणे कमी करणे, ज्यामुळे हानिकारक नॉनलाइनर प्रभावांना एका मर्यादेपर्यंत मर्यादित करणे.
Fig.3 फोटॉन डायनॉफचे वक्र (PD) विविध YB आयन ऊर्जा चरणांचे नुकसान.
सध्या, मोठ्या-अभिनय दुर्मिळ पृथ्वी डोप केलेल्या फायबर लेसरना फोटोडेशनल समस्यांना तोंड द्यावे लागते. या समस्येमुळे लेसरच्या आउटपुट पॉवर, स्थिरता आणि कामकाजाच्या जीवनात लक्षणीय घट होते. फोटॉन डार्कनेस ही घटना मोठ्या प्रमाणात आयन-डोपड फायबर लेसरमध्ये देखील नोंदवली जाते. सामान्यतः असे मानले जाते की ही घटना काचेच्या मॅट्रिक्समध्ये तयार केलेल्या रंग-केंद्रामुळे होते. फायबरमधील को-डोपड फॉस्फरससह, 405 एनएम लेसर वापरून, फोटोब्लीचिंग, अगदी उच्च तापमानाचा वापर करून, फोटॉनच्या डीसीमेन्सिंग फोटॉनचे अॅनिलिंग करून, या फोटॉनचे निराकरण करण्यासाठी मागील अभ्यासांनी बरेच संभाव्य मार्ग सुचवले आहेत. . त्यापैकी, जरी फॉस्फरस प्रभावीपणे दाबले जाऊ शकते, पार्श्वभूमीचे नुकसान आणि संख्यात्मक छिद्र वाढले आहेत.
कोपोनेन टीमच्या मागील अभ्यासात, फोटॉन डार्करवर असे दिसून आले आहे की फोटॉन घेण्याचा वेग मुख्यत्वे उत्तेजित माइट्सच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतो, जी आयनची उर्जा स्थिती रिव्हर्सल (YB इन्व्हर्जन रेट) आहे. त्यांना आढळले की फोटॉन सेवन दर आयनिक उर्जा रिव्हर्सल रेटच्या 7 पट प्रमाणात आहेत. अंजीर 3 मध्ये कालांतराने फोटॉन इंटिमिनेटेड लॉसचा वक्र अंजीर 3 मध्ये चित्र 3 मध्ये दिलेला आहे. डेटा अतिशय अंतर्ज्ञानी आहे की फोटॉन डार्किंग रेट एनर्जी रिव्हर्सलच्या वाढीसह झपाट्याने वाढतो.
अंजीर 4, YB आयन एनर्जी रिव्हर्स रेट 976 Nm आणि 920 NM पंप कंडिशन अंतर्गत पंप पॉवर चेंज वक्र म्हणून (मानक भिन्नता 1% पेक्षा कमी असताना रिव्हर्सल रेट डेटा पुरेसा गुळगुळीत आहे असे गृहीत धरा)
डोपड फायबरमधील उर्जा स्थिती रिव्हर्सल रेट फायबरचे वस्तुमान, पंप शक्ती, प्रकाश अभिप्राय आणि पंप प्रकाश तरंगलांबीच्या तरंगलांबीमुळे प्रभावित होते. योग्य पंप प्रकाश तरंगलांबी मोठ्या प्रमाणात मोठ्या प्रमाणात दाबली जाऊ शकते. एनर्जी-स्टेट रिव्हर्सल हे अंदाजे एका विशिष्ट पंप प्रकाश तरंगलांबीवर समान उत्सर्जन क्रॉस सेक्शनसह फोटोनिक शोषणाचे प्रमाण म्हणून परिभाषित केले जाते आणि नंतर डोप केलेल्या फायबरची ऊर्जा स्थिती 976 nm आणि 920 nm या दोन पंप प्रकाश परिस्थितींमध्ये प्राप्त होते. पंप पॉवर बदलानुसार (Fig 4) रिव्हर्सल रेट बदलतो. पहिल्या अंजीर 2 मधील अवशोषण स्पेक्ट्रम 976nm तरंगलांबी प्रकाशाची शोषण वैशिष्ट्ये इतर तरंगलांबीच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या मजबूत असल्याचे दर्शविते, परंतु 976 nm तरंगलांबी प्रकाश तुलनेने मोठा असल्याने, तो शेवटी पंप प्रकाशाद्वारे प्राप्त होतो. 920 एनएम. स्थितीत कमी ऊर्जा कमी आहे. डेटाने 915 nm पंपाची उर्जा स्थिती रिव्हर्सल थेट दिली नसली तरी, 976nm पंप प्रकाश स्रोतामध्ये पूर्वीच्या तुलनेत अधिक मजबूत अँटी-ऑप्टिकल सब-प्रोफाइलिंग क्षमता आहे असे अनुमान लावणे शक्य होते.
जरी 976nm पंप पद्धतीमध्ये उच्च शोषण दर आणि प्रकाश रूपांतरण कार्यक्षमता आहे, तरीही ते प्रभावीपणे लाभ फायबरची लांबी कमी करू शकते आणि हानिकारक फोटॉन कॅनॅशे प्रभाव कमी करू शकतो, परंतु फायबर उपचार आणि कपलिंगवर 915 एनएम पंप मोडशी संबंधित आहे. . तांत्रिक अधिक कठीण आहे. शिवाय, 976 nm श्रेणीमध्ये अंतर्भूत फायबरचे शोषण स्पेक्ट्रम खूप अरुंद आहे. पंप स्त्रोताच्या तापमानातील चढउतारामुळे तरंगलांबीतील बदलामुळे लेसर आउटपुट पॉवर अस्थिर होऊ शकते आणि या पंप तंत्रज्ञानासाठी लेसरच्या थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीची अत्यंत कठोर आवश्यकता आहे. यामुळे, फक्त काही लेसर उत्पादक जर्मनीचे IPG, युनायटेड स्टेट्स कोहेरेंट-रॉफिन आणि यूएस GW आणि इतर उत्पादक मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक लेसरमध्ये 976 nm पंप स्त्रोत वापरतात.
पोस्ट वेळ: जुलै-27-2021