Sepanjang dekad yang lalu, dengan peningkatan berterusan sumber pam dan struktur laser, teknologi laser gentian telah bertambah baik. Berdasarkan gentian optik doped (YDF-Laser) digunakan secara meluas dalam industri, penyelidikan saintifik, dan lain-lain kerana kecekapan penukaran elektrik-optik yang tinggi, kualiti rasuk yang lebih baik dan kestabilan.
Rajah 1. Kadar penyerapan spektrum bahan logam yang berbeza
Laser gentian mod tunggal berkuasa tinggi hari ini telah lama dapat melaksanakan output kuasa optik peringkat KW digital dengan mudah, yang menjadikan laser sedemikian dalam bidang pemprosesan logam. Di bawah keadaan kuasa keluaran cahaya yang sama, disebabkan oleh kadar penyerapan yang berbeza, laser gentian 1 mikron berdasarkan gentian dewasa bertambah baik dengan ketara apabila laser CO2 sebanyak 10 mikron lebih cekap daripada bahan logam. Rajah 1 memberikan kadar penyerapan spektrum bahan logam yang berbeza, yang boleh dilihat daripada rajah bahawa kebanyakan bahan logam pada ciri-ciri penyerapan spektrum menunjukkan kecenderungan untuk menurun apabila panjang gelombang optik meningkat. Bahan logam jelas lebih kuat daripada panjang gelombang keluaran kira-kira 1070 nm berbanding dengan panjang gelombang keluaran laser CO2 pada laser CO2 pada 10.6um. Khususnya, kadar penyerapan besi logam di bawah panjang gelombang 1070 nm adalah hampir 6 kali lebih rendah daripada keadaan panjang gelombang 10.6um.
Rajah 2. Penyerapan relatif gentian aluminosilikat dan fosfosilikat (YB) pada spektrum 800-1100 nm
Oleh kerana gentian optik campuran mempunyai ciri penyerapan yang sangat kuat iaitu 976 nm dan 915 nm panjang gelombang, laser tersebut terutamanya dipam oleh laser semikonduktor (LD) yang memancarkan panjang gelombang di atas. Rajah 2 ialah dua gentian optik doped tipikal kepada kadar penyerapan relatif spektroskopi 800 hingga 1100 nm, dan terdapat puncak penyerapan ciri yang ketara berhampiran 915 nm dan 976 nm. Kadar penyerapan gelombang cahaya 976nm dalam gentian lambakan aluminosilikat adalah hampir tiga kali ganda gelombang cahaya 915 nm, dan kadar penyerapan yang pertama dalam fosfosilikat adalah hampir 5 kali ganda yang terakhir. Kelemahan sedemikian adalah berbeza, bermakna laser tersebut menggunakan teknologi pam LD 976nm untuk mencapai kecekapan penukaran optik cahaya yang lebih tinggi. Pada masa yang sama, penyerapan yang lebih tinggi juga bermakna mengurangkan panjang gentian secara berkesan, dengan itu mengehadkan kesan tak linear yang berbahaya pada tahap tertentu.
Rajah.3 Lengkung Foton Dinoff (PD) Kehilangan Langkah Tenaga Ion YB Berbeza.
Pada masa ini, laser gentian doped nadir bumi bertindak besar perlu menghadapi masalah fotodasional. Masalah ini menyebabkan penurunan ketara dalam kuasa keluaran laser, kestabilan dan hayat kerja. Kegelapan Foton Fenomena ini juga dilaporkan dalam sejumlah besar laser gentian dop ion. Secara amnya dianggap bahawa fenomena ini disebabkan oleh pusat warna yang dihasilkan dalam matriks kaca. Kajian terdahulu telah mencadangkan banyak cara yang mungkin untuk menyelesaikan dacte foton ini, termasuk fosforus doped bersama dalam gentian, menggunakan laser 405 nm, pelunturan foto, walaupun menggunakan suhu tinggi, penyepuhlindapan foton peretas foton berlaku. . Antaranya, walaupun fosforus boleh ditindas dengan berkesan, kehilangan latar belakang dan apertur berangka meningkat.
Kajian terdahulu pasukan Koponen, pada foton yang lebih gelap menunjukkan bahawa halaju pengambilan foton sebahagian besarnya bergantung pada kepekatan hama pengujaan, yang merupakan pembalikan keadaan tenaga ion (Kadar Penyongsangan YB). Mereka mendapati bahawa kadar pengambilan foton adalah berkadar dengan 7 kali dalam kadar pembalikan tenaga ionik. Lengkung kehilangan foton yang digeruni dari semasa ke semasa dalam Rajah 3 dalam Rajah 3 diberikan dalam Rajah 3. Data adalah sangat intuitif bahawa kadar penggelapan foton meningkat secara mendadak dengan peningkatan pembalikan tenaga.
Rajah 4, Kadar Balikan Tenaga Ion YB Sebagai Keluk Perubahan Kuasa Pam di bawah Keadaan Pam 976 Nm dan 920 NM (Andaikan data kadar pembalikan cukup lancar apabila varians piawai kurang daripada 1%)
Kadar pembalikan keadaan tenaga dalam gentian doped dipengaruhi oleh jisim gentian, kuasa pam, maklum balas cahaya dan panjang gelombang panjang gelombang cahaya pam. Panjang gelombang cahaya pam yang sesuai boleh ditindas sebahagian besarnya. Pembalikan keadaan tenaga secara kasarnya ditakrifkan sebagai nisbah penyerapan fotonik dengan keratan rentas pelepasan yang sama pada panjang gelombang cahaya pam tertentu, dan kemudian keadaan tenaga gentian doped diperoleh di bawah dua keadaan cahaya pam 976 nm dan 920 nm. Kadar pembalikan berbeza dengan perubahan kuasa pam (Rajah 4). Walaupun spektrum penyerapan dalam RAJAH 2 dalam Rajah 2 pertama menunjukkan bahawa ciri-ciri penyerapan cahaya panjang gelombang 976nm adalah jauh lebih kuat daripada panjang gelombang lain, tetapi kerana cahaya panjang gelombang 976 nm agak besar, ia akhirnya diperolehi oleh cahaya pam berbanding dalam 920 nm. Tenaga yang lebih rendah dalam keadaan lebih rendah. Walaupun data tidak secara langsung memberikan pembalikan keadaan tenaga pam 915 nm, masih mungkin untuk membuat spekulasi bahawa sumber cahaya pam 976nm mempunyai potensi subprofil anti-optik yang lebih kuat daripada yang pertama.
Walaupun kaedah pam 976nm mempunyai kadar penyerapan yang lebih tinggi dan kecekapan penukaran cahaya, ia boleh mengurangkan panjang gentian keuntungan dengan berkesan, dan kesan canache foton yang berbahaya dapat dikurangkan, tetapi relatifnya kepada mod pam 915 nm pada rawatan gentian dan gandingan. . Teknikal lebih sukar. Selain itu, spektrum penyerapan gentian yang digabungkan dalam julat 976 nm adalah terlalu sempit. Perubahan panjang gelombang yang disebabkan oleh turun naik suhu sumber pam boleh menyebabkan kuasa output laser menjadi tidak stabil, dan teknologi pam ini mempunyai keperluan yang sangat ketat terhadap sistem pengurusan haba laser. Disebabkan ini, hanya beberapa pengeluar laser seperti IPG Jerman, Amerika Syarikat Coherent-Rofin, dan GW AS dan pengeluar lain menggunakan sumber pam 976 nm dalam laser industri berskala besar.
Masa siaran: Jul-27-2021