व्हेन ऑफ 10,000-वॅट लेसर तंत्रज्ञान मार्ग—मल्टीप्लेक्सिंग किंवा सिंगल-चॅनेल प्रवर्धन?

2021 मध्ये, 2020 च्या महामारीतून वेगाने सावरणारी चीन ही जगातील एकमेव मोठी अर्थव्यवस्था असेल.संपूर्ण वर्षात निर्दिष्ट आकारापेक्षा जास्त असलेल्या उद्योगांचे अतिरिक्त मूल्य मागील वर्षाच्या तुलनेत 9.6% ने वाढेल, त्यापैकी उच्च-तंत्र उत्पादन आणि उपकरणे उत्पादनाचे अतिरिक्त मूल्य अनुक्रमे वाढेल.18.2%, 12.9%.विशेषतः, अलिकडच्या वर्षांत चीनचा लेसर उद्योग वेगाने विकसित झाला आहे आणि लेसर उद्योग साखळीचे प्रमाण वेगाने वाढले आहे.2020 मध्ये, उद्योग, माहिती, वाणिज्य, औषध आणि वैज्ञानिक संशोधन क्षेत्रातील लेझर उपकरणांची एकूण विक्री महसूल 69.2 अब्ज युआन असेल, जो 2019 च्या तुलनेत वर्षभरात 5.2 टक्क्यांनी वाढेल.फोटोव्होल्टेइक, पॉवर बॅटरी, ऑटोमोबाईल आणि इतर उद्योगांच्या निरंतर समृद्धीसह, चीनच्या लेझर उपकरणांच्या बाजारपेठेतील एकूण विक्री महसूल 2021 मध्ये वार्षिक 15.6% वाढून 80 अब्ज युआनपर्यंत पोहोचेल.

cdccdsc

▲2010-2021 चीनचे लेसर उपकरण बाजार

त्याच वेळी, लेसरचे तंत्रज्ञान देखील वेगाने पुनरावृत्ती होत आहे.प्रथम, पंप तंत्रज्ञान विस्तीर्ण तापमान नियंत्रण क्षेत्रासह 915nm द्रावणातून उच्च शोषण कार्यक्षमतेसह 976nm द्रावणात रूपांतरित केले जाते.सध्या, उच्च-शक्ती सतत फायबर लेसरच्या पंप तंत्रज्ञान मार्गावर, 976nm पंप पु तंत्रज्ञान मुख्य प्रवाहातील तांत्रिक उपाय बनले आहे.याव्यतिरिक्त, 10,000-वॅट लेझरच्या तंत्रज्ञानामध्ये, "सिंगल-चॅनल फायबर अॅम्प्लीफिकेशन" आणि "मल्टी-चॅनल बीम संश्लेषण" यांच्यात नेहमीच लढाई होत आहे.बाजारपेठ विकसित होत आहे आणि तंत्रज्ञान, किंमत आणि कार्यक्षमता यासारखे सर्वसमावेशक घटक औद्योगिक फायबर लेसर मार्केटच्या निवडीसाठी मुख्य घटक बनले आहेत.चला दोन तांत्रिक मार्ग खंडित करूया.

10,000-वॅट लेसर तंत्रज्ञान मार्ग दिशा

1. मल्टी-चॅनेल बीम संयोजन योजना

वेगवेगळ्या सिस्टम स्ट्रक्चर्सनुसार, फायबर लेसरमध्ये विभागले जाऊ शकतात: डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चर फायबर लेसर आणि मास्टर ऑसिलेटर पॉवर अॅम्प्लिफायर (एमओपीए) स्ट्रक्चर फायबर लेसर.डायरेक्ट ऑसीलेटर स्ट्रक्चर असलेले फायबर लेसर स्ट्रक्चरमध्ये सोपे आहे आणि त्यात फक्त लेसर ऑसिलेटर असते आणि जाळी निवडलेली विशिष्ट तरंगलांबी निवडते आणि आउटपुट करते.

डायरेक्ट ऑसिलेटर कॉन्फिगरेशन असलेल्या फायबर लेसरसाठी, त्यात प्रामुख्याने जाळीची जोडी (कमी परावर्तन + उच्च प्रतिबिंब), एक लाभ फायबर आणि अनेक पंप असतात.पंप लाईटचे अनेक बीम एका बीम कॉम्बाइनरद्वारे गेन फायबरमध्ये जोडले जातात, ज्यामुळे गेन फायबर कणांच्या संख्येच्या उलथापालथ वितरणाच्या स्थितीत असतो, ज्यामुळे प्रकाशाचे उत्तेजित रेडिएशन प्रवर्धन लक्षात येते आणि शेवटी एक निवडा. आउटपुट फायबरमधून जाण्यासाठी कमी परावर्तन जाळीद्वारे लेसर प्रकाशाची विशिष्ट तरंगलांबी.आउटपुट हेडरवर प्रसारित केले.

cdcsd

▲ डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चरवर आधारित फायबर लेसर

वेगवेगळ्या पंपिंग पद्धतींनुसार, ते विभागले जाऊ शकते: फॉरवर्ड पंपिंग, रिव्हर्स पंपिंग आणि द्विदिश पंपिंग.पंप प्रकाश इंजेक्शन दिशा समान आहे लेसर आउटपुट दिशा फॉरवर्ड पंपिंग म्हणतात;पंप लाइट इंजेक्शनची दिशा फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स पंपिंगच्या उलट लेसर आउटपुट दिशा सारखीच आहे;पंप लाइट एकाच वेळी पुढे आणि उलट दिशेने इंजेक्ट केला जातो.द्विदिश पंपिंग म्हणतात.सध्या, GW आणि IPG दोन्ही वरील आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या द्विदिश पंपिंग योजना वापरतात.

सध्या, मुख्य प्रवाहातील डायरेक्ट ऑसिलेटर स्ट्रक्चरसह फायबर लेसर किंवा मॉड्यूलची शक्ती सुमारे 3KW आहे, आणि उच्च-शक्तीचा लेसर एका मॉड्यूलमधून दुसर्‍या मॉड्यूलमध्ये एकत्र केला जातो, म्हणजेच, एकापेक्षा जास्त मॉड्यूल्समधून प्रकाश आउटपुट बीम कॉम्बिनरद्वारे जोडला जातो. .फायबरमध्ये आणि नंतर आउटपुट.उदाहरणार्थ, चार 3KW मॉड्यूल एकत्र करून 12KW मिळवले जाते.

cdscdsv

▲ मल्टी-चॅनेल बीम संश्लेषण योजनेसह उच्च-शक्ती फायबर लेसर

2. सिंगल-चॅनेल फायबर प्रवर्धन योजना

MOPA संरचनेसह फायबर लेसरमध्ये लेसर ऑसिलेटर आणि फायबर अॅम्प्लिफायर्सचे एक किंवा अधिक टप्पे समाविष्ट असतात.आंदोलकामध्ये जाळीने निवडलेली तरंगलांबी बियाणे प्रकाश म्हणून वापरली जाते आणि बियाणे प्रकाश मल्टीस्टेज अॅम्प्लिफायरच्या क्रियेखाली वाढविला जातो, ज्यामुळे आउटपुट पॉवर एका विशिष्ट प्रमाणात मिळवता येते.सुधारणा

अशा हाय-पॉवर लेसरसाठी, पॉवर वाढ मॉड्यूल्सची संख्या वाढवून प्राप्त केली जात नाही, परंतु मुख्यतः मल्टी-स्टेज अॅम्प्लीफायर्सद्वारे.उदाहरणार्थ, 3-स्टेज प्रवर्धनाद्वारे 12KW प्राप्त केले जाते.

cdscdsg

▲ सिंगल-चॅनेल फायबर अॅम्प्लीफिकेशन योजना एमओपीए कॉन्फिगरेशनवर आधारित हाय-पॉवर फायबर लेसर

मल्टिप्लेक्सिंग 10,000-वॅट लेसरचे फायदे

1. संपूर्ण मशीनची रचना साधी आणि देखरेख करण्यास सोपी आहे

सिंगल-चॅनल अॅम्प्लीफाईड हाय-पॉवर लेसरमध्ये फक्त एक मॉड्यूल असल्याने, प्रकाश, वीज आणि पाण्याची अंतर्गत व्यवस्था अधिक क्लिष्ट आहे.त्याची नियंत्रण प्रणाली तुलनेने अधिक क्लिष्ट आहे, आणि ऑसिलेटर आणि अॅम्प्लीफायरला चालू आणि बंद करताना विशिष्ट वेळेचे संबंध पाळणे आवश्यक आहे: लेसर चालू करताना, ऑसिलेटर प्रथम चालू केले पाहिजे आणि नंतर अॅम्प्लीफायर चालू केले पाहिजे. पहिला टप्पा एम्पलीफायर;स्टेज अॅम्प्लीफायर सुरू होतो आणि अॅम्प्लीफायर स्टेप बाय स्टेप फॉरवर्ड बंद होतो.एकदा का वेळेचा अवलंब झाला की, लेसरचे गंभीर नुकसान होण्याची दाट शक्यता असते.

GW लेसर, लेसर नियंत्रणाद्वारे स्वीकारलेली मल्टी-बीम संश्लेषण योजना तुलनेने सोपी आहे, वेळेची समस्या नाही, प्रोग्राम नियंत्रण समस्या नाही आणि मशीनला नुकसान होणार नाही.लेझर अयशस्वी झाल्यास, खराब झालेले मॉड्यूल काढून टाकून आणि त्यास नवीनसह बदलून दुरुस्ती पूर्ण केली जाऊ शकते.ग्राहकांसाठी, ते अधिक देखभाल वेळ वाचवते.

2. मजबूत विरोधी परत प्रकाश क्षमता

ऑसीलेटर्सपेक्षा वेगळे, अॅम्प्लीफायरच्या फायबरच्या दोन्ही टोकांना जाळी नसते.हाय-रिफ्लेक्शन मटेरियल किंवा पोस्ट-एम्प्लीफायरच्या रिव्हर्स लाइटवर प्रक्रिया करताना रिटर्न लाइट प्री-एम्प्लिफायरवर परत येणे सोपे आहे, जे प्री-एम्प्लिफायरच्या कामात व्यत्यय आणते आणि नुकसान देखील करते.म्हणून, अतिरिक्त ऑप्टिकल अलगाव उपाय जोडणे आवश्यक आहे.

GW लेसरची मल्टी-बीम संश्लेषण योजना, प्रत्येक मॉड्यूलमध्ये फक्त एक ऑसीलेटर आहे, आणि उलट प्रकाश नाही;त्याच वेळी, GW लेसरचे अद्वितीय रहस्य - ABR अँटी-हाय-रिफ्लेक्शन तंत्रज्ञान: एकच मॉड्यूल पाच-स्तरीय रिटर्न लाइट डिटेक्शन आणि स्ट्रिपिंग डिव्हाइससह सुसज्ज आहे; पाच-स्तरीय अँटी-रिफ्लेक्शनच्या आधारावर सिंगल मॉड्यूल, प्रत्येक मॉड्यूल फर्स्ट-लेव्हल अँटी-रिटर्न लाइट डिव्हाइससह सुसज्ज आहे, जे अंतर्गत घटकांचे नुकसान होण्यापासून प्रभावीपणे संरक्षण करू शकते, लेसरचे स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकते आणि सोने, चांदी, तांबे आणि उच्च प्रतिबिंबित करणारे साहित्य सहजपणे कापू शकते. अॅल्युमिनियम विविध वेल्डिंग अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत.

3. द्विदिश पंपिंग सिस्टम स्थिरता सुधारते

➢ लेसरचा आवाज दाबा

फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स पंपिंगसाठी, पंप लाइट एका टोकापासून यटरबियम-डोपड फायबरमध्ये इंजेक्ट केला जातो आणि यटरबियम-डोपड फायबरच्या इनपुट शेवटी पंप लाइट अधिक मजबूत असतो, त्यामुळे कण उलटा उत्साह देखील मजबूत असतो, परंतु यामुळे शोषण घटक, पंपिंग प्रकाश मजबूत आहे.फायबरच्या लांबीच्या बाजूने प्रकाश कमी केला जाईल जेणेकरून फायबरच्या विशिष्ट लांबीपर्यंत संपृक्तता प्राप्त होईल आणि आवाज वाढेल.द्विदिश पंपिंगमुळे पंप प्रकाश फायबरमध्ये समान रीतीने वितरीत केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे फायदा देखील फायबरमध्ये समान प्रमाणात वितरीत केला जातो, ज्यामुळे आवाज कमी होतो.

➢सिंगल-एंडेड प्रेशर कमी करा

अत्याधिक पंप लाइट एनर्जी गेन फायबरमध्ये जोडली जाते आणि गेन फायबरचा प्रारंभिक विभाग पंपचा प्रकाश मोठ्या प्रमाणात शोषून घेतो, त्यामुळे फायबरचे तापमान सुरुवातीच्या विभागात सर्वात जास्त असते आणि फायबर वितळण्याच्या बिंदूवर सर्वात जास्त दाब असतो.डबल-एंड पंपिंगमुळे फायबरच्या दोन्ही बाजूंच्या दोन वितळण्याचे बिंदू दाब सामायिक करू शकतात, ज्यामुळे सिस्टम अधिक स्थिरपणे चालते.

➢ मोड अस्थिरतेचा उंबरठा वाढवा

मोड अस्थिरता गेन फायबरच्या थर्मल लोडिंगशी संबंधित आहे.डबल-एंड पंपिंग पद्धतीचा अवलंब केल्यानंतर, लाभ फायबरचे तापमान वितरण अधिक एकसमान केले जाऊ शकते, थर्मल प्रभाव कमकुवत होतो आणि मोड अस्थिरतेचे थ्रेशोल्ड मूल्य वाढते.4

.976nm पंपिंग योजनेचे स्पष्ट फायदे आहेत

▶ उच्च रूपांतरण दर

यटरबियम-डोपड फायबरमध्ये 915nm आणि 976nm अशी दोन मजबूत शोषण शिखरे आहेत, त्यामुळे सामान्यतः यटरबियम-डोपड फायबर लेसरसाठी निवडलेला पंप लाइट बँड 915nm किंवा 975nm असतो.त्यापैकी, 975nm वर शोषण शिखर जास्त आहे, जे 915nm च्या सुमारे 3 पट आहे, म्हणून समान शक्तीसह 1070nm लेसर 915nm पंप प्रकाशाच्या फक्त एक तृतीयांश वापरतो.पंप प्रकाश विद्युत उर्जेपासून रूपांतरित केला जातो, याचा अर्थ असा की 976nm पंप स्त्रोत वापरल्याने कमी विद्युत ऊर्जा वापरली जाते आणि अधिक कार्यक्षम आणि ऊर्जा बचत होते.

▶ कमी नॉनलाइनर प्रभाव

सतत सिंगल-फ्रिक्वेंसी फायबर लेसरमध्ये, काही नॉनलाइनर इफेक्ट्स आहेत, जसे की उत्तेजित ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग, उत्तेजित रमन स्कॅटरिंग आणि ऑप्टिकल केर इफेक्ट, ज्यामुळे बीमची गुणवत्ता खराब होईल.976nm वरील उच्च शोषण शिखराचा फायदा घेऊन, त्याच शोषण कार्यक्षमतेच्या आधारे लाभ फायबर लहान केला जाऊ शकतो आणि फायबरची लांबी कमी केल्याने नॉनलाइनर प्रभावांना दडपून टाकण्यास मदत होते.

उपसंहार

GW लेझर (GW) हे 976nm पंप तंत्रज्ञान आणि मुख्य लाइन म्हणून मल्टी-चॅनल बीम संश्लेषण योजनेवर आधारित आहे, आणि 10,000-वॅट लेसरची उर्जा पातळी आणि बीम गुणवत्ता सुधारण्यासाठी वचनबद्ध आहे;त्याच वेळी, ते उत्पादनांची गुणवत्ता आणि स्थिरता सुधारणे, उत्पादन अपयश दर कमी करणे आणि अपयश हाताळण्याची जटिलता यावर देखील लक्ष देते.भविष्यात, आम्ही ग्राहकांना उच्च-गुणवत्तेचे फायबर लेसर आणि मजबूत तांत्रिक समर्थन प्रदान करणे सुरू ठेवू.


पोस्ट वेळ: मार्च-21-2022