கடந்த தசாப்தத்தில், பம்ப் மூல மற்றும் லேசர் கட்டமைப்பின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்துடன், ஃபைபர் லேசர் தொழில்நுட்பம் பெரிதும் மேம்பட்டுள்ளது. டோப் செய்யப்பட்ட ஆப்டிகல் ஃபைபர் (YDF-லேசர்) அடிப்படையில் தொழில்துறை, அறிவியல் ஆராய்ச்சி போன்றவற்றில் அதிக மின்-ஆப்டிகல் மாற்றும் திறன், சிறந்த பீம் தரம் மற்றும் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றால் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
வரைபடம். 1. வெவ்வேறு உலோகப் பொருட்களின் நிறமாலை உறிஞ்சுதல் விகிதம்
இன்றைய உயர்-சக்தி ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்கள் நீண்ட காலமாக டிஜிட்டல் KW-நிலை ஆப்டிகல் சக்தி வெளியீட்டை எளிதாக செயல்படுத்த முடிந்தது, இது உலோக செயலாக்கத் துறையில் இத்தகைய லேசர்களை உருவாக்குகிறது. அதே ஒளி வெளியீட்டு சக்தி நிலைமைகளின் கீழ், வெவ்வேறு உறிஞ்சுதல் வீதத்தின் காரணமாக, 10 மைக்ரான்கள் கொண்ட CO2 லேசர் உலோகப் பொருளைக் காட்டிலும் அதிக திறன் கொண்டதாக இருக்கும் போது, வயது வந்தோருக்கான ஃபைபர் அடிப்படையிலான 1 மைக்ரான் ஃபைபர் லேசர் கணிசமாக மேம்படுத்தப்படுகிறது. படம் 1 வெவ்வேறு உலோகப் பொருட்களின் நிறமாலை உறிஞ்சுதல் விகிதத்தை வழங்குகிறது, இது ஸ்பெக்ட்ரமின் உறிஞ்சுதல் பண்புகளில் உள்ள பெரும்பாலான உலோகப் பொருட்கள் ஆப்டிகல் அலைநீளம் அதிகரிக்கும் போது குறையும் போக்கை வெளிப்படுத்துகிறது என்பதை படத்தில் காணலாம். 10.6um இல் CO2 லேசரில் CO2 லேசரின் வெளியீட்டு அலைநீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது சுமார் 1070 nm வெளியீட்டு அலைநீளத்தை விட உலோகப் பொருள் வலுவாக உள்ளது. குறிப்பாக, 1070 nm அலைநீளத்தின் கீழ் உலோக இரும்பின் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 10.6um அலைநீள நிலைகளை விட கிட்டத்தட்ட 6 மடங்கு குறைவாக உள்ளது.
படம் 2. 800-1100 nm ஸ்பெக்ட்ரமில் அலுமினோசிலிகேட் மற்றும் பாஸ்போசிலிகேட் (YB) ஃபைபர் சார்புடைய உறிஞ்சுதல்
கலப்பு ஆப்டிகல் ஃபைபர் 976 nm மற்றும் 915 nm அலைநீளத்தின் மிகவும் வலுவான உறிஞ்சுதல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், இத்தகைய லேசர்கள் முக்கியமாக மேலே உள்ள அலைநீளத்தை வெளியிடும் குறைக்கடத்தி லேசர் (LD) மூலம் உந்தப்படுகின்றன. படம் 2 என்பது 800 முதல் 1100 nm ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் சார்பு உறிஞ்சுதல் விகிதங்களுக்கு இரண்டு பொதுவான டோப் செய்யப்பட்ட ஆப்டிகல் ஃபைபர் ஆகும், மேலும் 915 nm மற்றும் 976 nm க்கு அருகில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அம்ச உறிஞ்சுதல் உச்சம் உள்ளது. அலுமினோசிலிகேட் டம்பிங் ஃபைபரில் உள்ள 976nm ஒளி அலைகளின் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 915 nm இன் ஒளி அலையை விட கிட்டத்தட்ட மூன்று மடங்கு அதிகமாகும், மேலும் பாஸ்போசிலிகேட்டில் முந்தையதை உறிஞ்சும் விகிதம் கிட்டத்தட்ட 5 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது. இத்தகைய குறைபாடு வேறுபட்டது, அதாவது இத்தகைய லேசர்கள் அதிக ஒளி-ஆப்டிகல் மாற்றத் திறனை அடைய 976nm LD பம்ப் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதே நேரத்தில், அதிக உறிஞ்சுதல் என்பது ஃபைபரின் நீளத்தை திறம்பட குறைக்கிறது, இதன் மூலம் தீங்கு விளைவிக்கும் நேரியல் அல்லாத விளைவுகளை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு கட்டுப்படுத்துகிறது.
Fig.3 ஃபோட்டான் டினாஃப்பின் வளைவு (PD) வெவ்வேறு YB அயன் ஆற்றல் படிகளின் இழப்பு.
தற்போது, பெரிய-செயல்படும் அரிதான எர்த் டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் லேசர்கள் போட்டோடேஷனல் பிரச்சனைகளை எதிர்கொள்ள வேண்டியுள்ளது. இந்த சிக்கல் லேசர், ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் வேலை வாழ்க்கையின் வெளியீட்டு சக்தியில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவை ஏற்படுத்துகிறது. ஃபோட்டான் இருள் இந்த நிகழ்வு அதிக எண்ணிக்கையிலான அயன்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் லேசர்களிலும் பதிவாகியுள்ளது. கண்ணாடி மேட்ரிக்ஸில் உற்பத்தி செய்யப்படும் வண்ண மையத்தால் இந்த நிகழ்வு ஏற்படுகிறது என்று பொதுவாகக் கருதப்படுகிறது. முந்தைய ஆய்வுகள் இந்த ஃபோட்டான் டாக்டேவைத் தீர்க்க பல சாத்தியமான வழிகளை முன்மொழிந்துள்ளன, இதில் ஃபைபரில் உள்ள இணை-டோப் செய்யப்பட்ட பாஸ்பரஸ், 405 nm லேசர், ஃபோட்டோபிளீச்சிங், அதிக வெப்பநிலையைப் பயன்படுத்தினாலும், ஃபோட்டானின் ஃபோட்டான் டிசிமென்சிங் அனீலிங் ஏற்படுகிறது. . அவற்றில், பாஸ்பரஸை திறம்பட அடக்க முடியும் என்றாலும், பின்னணி இழப்பு மற்றும் எண் துளை ஆகியவை அதிகரிக்கின்றன.
ஃபோட்டான் டார்க்கரில் கோபோனன் குழுவின் முந்தைய ஆய்வுகள், ஃபோட்டான் உட்கொள்ளும் திசைவேகம் பெரும்பாலும் தூண்டுதல் பூச்சிகளின் செறிவைப் பொறுத்தது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது அயனியின் ஆற்றல் நிலை மாற்றமாகும் (YB இன்வெர்ஷன் ரேட்). ஃபோட்டான் உட்கொள்ளும் விகிதங்கள் அயனி ஆற்றல் தலைகீழ் விகிதத்தில் 7 மடங்குக்கு விகிதாசாரமாக இருப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். படம் 3 இல் படம் 3 இல் காலப்போக்கில் ஃபோட்டான் தூண்டப்பட்ட இழப்புகளின் வளைவு படம் 3 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. ஆற்றல் தலைகீழ் அதிகரிப்புடன் ஃபோட்டான் கருமை விகிதம் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது என்பது தரவு மிகவும் உள்ளுணர்வு.
படம் 4, YB அயன் ஆற்றல் தலைகீழ் வீதம் 976 Nm மற்றும் 920 NM பம்ப் நிலையின் கீழ் பம்ப் பவர் மாற்ற வளைவு (தரநிலை மாறுபாடு 1% க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது தலைகீழ் விகித தரவு போதுமான அளவு மென்மையாக இருக்கும் என்று வைத்துக்கொள்வோம்)
டோப் செய்யப்பட்ட இழையில் உள்ள ஆற்றல் நிலை தலைகீழ் விகிதம் ஃபைபரின் நிறை, பம்ப் சக்தி, ஒளி பின்னூட்டம் மற்றும் பம்ப் ஒளி அலைநீளத்தின் அலைநீளம் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. பொருத்தமான பம்ப் லைட் அலைநீளம் பெரிய அளவில் பெருமளவில் அடக்கப்படலாம். ஆற்றல்-நிலை தலைகீழ் ஒரு குறிப்பிட்ட பம்ப் ஒளி அலைநீளத்தில் அதே உமிழ்வு குறுக்குவெட்டுடன் ஃபோட்டானிக் உறிஞ்சுதலின் விகிதமாக தோராயமாக வரையறுக்கப்படுகிறது, பின்னர் டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபரின் ஆற்றல் நிலை 976 nm மற்றும் 920 nm ஆகிய இரண்டு பம்ப் ஒளி நிலைகளின் கீழ் பெறப்படுகிறது. பம்ப் சக்தி மாற்றத்துடன் தலைகீழ் விகிதம் மாறுபடும் (படம் 4). முதல் Fig 2 இல் FIG 2 இல் உள்ள உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரம், 976nm அலைநீள ஒளியின் உறிஞ்சுதல் பண்புகள் மற்ற அலைநீளங்களை விட கணிசமாக வலுவானது என்பதைக் குறிக்கிறது, ஆனால் 976 nm அலைநீள ஒளி ஒப்பீட்டளவில் பெரியதாக இருப்பதால், அது இறுதியாக பம்ப் லைட் மூலம் பெறப்படுகிறது. 920 என்எம் நிலையில் குறைந்த ஆற்றல் குறைவாக உள்ளது. தரவு நேரடியாக 915 nm பம்பின் ஆற்றல் நிலையை மாற்றியமைக்கவில்லை என்றாலும், 976nm பம்ப் லைட் சோர்ஸ் முந்தையதை விட வலுவான ஆப்டிகல் துணை விவரக்குறிப்பு திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று ஊகிக்க இன்னும் முடிந்தது.
976nm பம்ப் முறையானது அதிக உறிஞ்சுதல் வீதம் மற்றும் ஒளி மாற்றும் திறனைக் கொண்டிருந்தாலும், இது ஆதாய ஃபைபரின் நீளத்தை திறம்பட குறைக்கலாம், மேலும் தீங்கு விளைவிக்கும் ஃபோட்டான் கேனாச் விளைவைக் குறைக்கலாம், ஆனால் இது ஃபைபர் சிகிச்சை மற்றும் இணைப்பில் 915 nm பம்ப் பயன்முறையுடன் தொடர்புடையது. . தொழில்நுட்பம் மிகவும் கடினம். மேலும், 976 nm வரம்பில் உள்ள ஒருங்கிணைந்த ஃபைபரின் உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரம் மிகவும் குறுகியதாக உள்ளது. பம்ப் மூலத்தின் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கத்தால் ஏற்படும் அலைநீள மாற்றம் லேசர் வெளியீட்டு சக்தியை நிலையற்றதாக மாற்றும், மேலும் இந்த பம்ப் தொழில்நுட்பமானது லேசரின் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பின் மிகக் கடுமையான தேவையைக் கொண்டுள்ளது. இதன் காரணமாக, ஜெர்மனியின் IPG, யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸ் கோஹரென்ட்-ரோஃபின் போன்ற சில லேசர் உற்பத்தியாளர்கள் மட்டுமே உள்ளனர், மேலும் US GW மற்றும் பிற உற்பத்தியாளர்கள் பெரிய அளவிலான தொழில்துறை லேசர்களில் 976 nm பம்ப் மூலத்தைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-27-2021