ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของแหล่งกำเนิดปั๊มและโครงสร้างเลเซอร์ เทคโนโลยีไฟเบอร์เลเซอร์ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ตามใยแก้วนำแสงเจือ (YDF-Laser) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ฯลฯ เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าแสงสูง คุณภาพของลำแสงที่ดีขึ้น และความเสถียร
รูปที่ 1 อัตราการดูดซึมสเปกตรัมของวัสดุโลหะต่างๆ
เลเซอร์ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวกำลังแรงสูงในปัจจุบันนี้ใช้เอาต์พุตพลังงานแสงระดับ KW แบบดิจิทัลได้อย่างง่ายดาย ซึ่งทำให้เลเซอร์ดังกล่าวอยู่ในด้านการแปรรูปโลหะ ภายใต้สภาวะพลังงานแสงที่เหมือนกัน เนื่องจากอัตราการดูดกลืนแสงที่ต่างกัน เลเซอร์ไฟเบอร์ 1 ไมครอนที่อิงจากไฟเบอร์สำหรับผู้ใหญ่จะได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเลเซอร์ CO2 10 ไมครอนมีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุที่เป็นโลหะ รูปที่ 1 แสดงอัตราการดูดกลืนสเปกตรัมของวัสดุโลหะต่างๆ ซึ่งสามารถเห็นได้จากรูปที่วัสดุโลหะส่วนใหญ่ในลักษณะการดูดกลืนของสเปกตรัมมีแนวโน้มลดลงเมื่อความยาวคลื่นแสงเพิ่มขึ้น เห็นได้ชัดว่าวัสดุโลหะแข็งแกร่งกว่าความยาวคลื่นเอาต์พุตประมาณ 1070 นาโนเมตร เมื่อเทียบกับความยาวคลื่นเอาต์พุตของเลเซอร์ CO2 ที่เลเซอร์ CO2 ที่ 10.6um โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อัตราการดูดซึมของเหล็กโลหะที่มีความยาวคลื่น 1,070 นาโนเมตรนั้นต่ำกว่าสภาวะความยาวคลื่น 10.6um เกือบ 6 เท่า
รูปที่ 2 การดูดกลืนแสงสัมพัทธ์ของเส้นใยอลูมิโนซิลิเกตและฟอสโฟซิลิเกต (YB) บนสเปกตรัม 800-1100 นาโนเมตร
เนื่องจากใยแก้วนำแสงแบบผสมมีลักษณะการดูดกลืนแสงที่รุนแรงมากที่ความยาวคลื่น 976 นาโนเมตร และความยาวคลื่น 915 นาโนเมตร เลเซอร์ดังกล่าวส่วนใหญ่ปั๊มโดยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ (LD) ที่ปล่อยความยาวคลื่นข้างต้น รูปที่ 2 เป็นเส้นใยแก้วนำแสงแบบเจือทั่วไปสองเส้นต่ออัตราการดูดกลืนสัมพัทธ์ของสเปกโตรสโคปี 800 ถึง 1100 นาโนเมตร และมีจุดสูงสุดในการดูดกลืนแสงที่มีนัยสำคัญใกล้ 915 นาโนเมตรและ 976 นาโนเมตร อัตราการดูดซึมของคลื่นแสง 976 นาโนเมตรในเส้นใยทิ้งอะลูมิโนซิลิเกตเกือบสามเท่าของคลื่นแสงที่ 915 นาโนเมตร และอัตราการดูดซึมของอดีตในฟอสโฟซิลิเกตเกือบ 5 เท่าหลัง ข้อเสียดังกล่าวแตกต่างกัน หมายความว่าเลเซอร์ดังกล่าวใช้เทคโนโลยีปั๊ม LD 976nm เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการแปลงแสงเป็นออปติคัลที่สูงขึ้น ในเวลาเดียวกัน การดูดซับที่สูงขึ้นยังหมายถึงการลดความยาวของเส้นใยอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงจำกัดผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เป็นอันตรายในระดับหนึ่ง
รูปที่ 3 Curve of Photon Dinoff (PD) การสูญเสียขั้นตอนพลังงานไอออน YB ที่แตกต่างกัน
ในปัจจุบัน เลเซอร์ใยแก้วที่มีสารเจือด้วยแร่แรร์เอิร์ธขนาดใหญ่ต้องประสบปัญหาด้านการถ่ายภาพ ปัญหานี้ทำให้กำลังขับของเลเซอร์ลดลงอย่างมาก ความเสถียร และอายุการใช้งาน ความมืดของโฟตอน ปรากฏการณ์นี้รายงานด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์เจือไอออนจำนวนมาก โดยทั่วไปถือว่าปรากฏการณ์นี้เกิดจากศูนย์สีที่ผลิตในเมทริกซ์แก้ว การศึกษาก่อนหน้านี้ได้เสนอวิธีที่เป็นไปได้มากมายในการแก้ปัญหาโฟตอน dacte นี้ รวมทั้งฟอสฟอรัสเจือร่วมในเส้นใยโดยใช้เลเซอร์ 405 นาโนเมตร การฟอกสีด้วยแสง แม้แต่การใช้อุณหภูมิสูง การหลอมโฟตอนก็ลดลงของโฟตอนเกิดขึ้น . ในหมู่พวกเขา แม้ว่าจะสามารถยับยั้งฟอสฟอรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่การสูญเสียพื้นหลังและรูรับแสงที่เป็นตัวเลขก็เพิ่มขึ้น
การศึกษาก่อนหน้านี้ของทีม Koponen ในโฟตอนที่มืดกว่านั้นแสดงให้เห็นว่าความเร็วของการรับโฟตอนขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไรกระตุ้นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นการพลิกกลับของสถานะพลังงานของไอออน (อัตราการผกผันของ YB) พวกเขาพบว่าอัตราการรับโฟตอนเป็นสัดส่วนกับ 7 เท่าของอัตราการกลับตัวของพลังงานไอออนิก เส้นโค้งของโฟตอนที่เกิดจากการสูญเสียเมื่อเวลาผ่านไปในรูปที่ 3 ในรูปที่ 3 แสดงไว้ในรูปที่ 3 ข้อมูลนั้นง่ายมากที่อัตราการทำให้มืดของโฟตอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดการกลับตัวของพลังงานเพิ่มขึ้น
รูปที่ 4 อัตราการย้อนกลับของพลังงานไอออน YB เนื่องจากเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงกำลังของปั๊มภายใต้สภาวะปั๊ม 976 Nm และ 920 NM (สมมติว่าข้อมูลอัตราการกลับรายการมีความราบรื่นเพียงพอเมื่อความแปรปรวนมาตรฐานน้อยกว่า 1%)
อัตราการพลิกกลับของสถานะพลังงานในเส้นใยเจือปนได้รับผลกระทบจากมวลของเส้นใย กำลังของปั๊ม การป้อนกลับของแสง และความยาวคลื่นของความยาวคลื่นแสงของปั๊ม ความยาวคลื่นแสงของปั๊มที่เหมาะสมสามารถถูกระงับได้ในระดับมาก การพลิกกลับของสถานะพลังงานถูกกำหนดโดยคร่าวๆ เป็นอัตราส่วนของการดูดกลืนโฟโตนิกที่มีส่วนตัดขวางการแผ่รังสีเดียวกันที่ความยาวคลื่นแสงของปั๊มบางค่า จากนั้นสถานะพลังงานของเส้นใยเจือปนจะได้รับภายใต้สภาวะแสงของปั๊มสองครั้งที่ 976 นาโนเมตร และ 920 นาโนเมตร อัตราการกลับตัวจะแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงกำลังของปั๊ม (รูปที่ 4) แม้ว่าสเปกตรัมการดูดกลืนในรูปที่ 2 ในรูปที่ 2 แรกจะบ่งชี้ว่าลักษณะการดูดกลืนของแสงความยาวคลื่น 976 นาโนเมตรนั้นแข็งแกร่งกว่าความยาวคลื่นอื่นอย่างมีนัยสำคัญ แต่เนื่องจากแสงความยาวคลื่น 976 นาโนเมตรนั้นค่อนข้างใหญ่ ในที่สุดแสงจากปั๊มก็ได้มา 920 นาโนเมตร พลังงานที่ต่ำกว่าในสภาพต่ำกว่า แม้ว่าข้อมูลไม่ได้ให้การย้อนกลับของสถานะพลังงานของปั๊ม 915 นาโนเมตรโดยตรง แต่ก็ยังสามารถคาดเดาได้ว่าแหล่งกำเนิดแสงของปั๊ม 976nm มีศักยภาพในการสร้างโปรไฟล์ย่อยที่ป้องกันแสงได้ดีกว่าในอดีต
แม้ว่าวิธีการปั๊ม 976nm มีอัตราการดูดกลืนแสงที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพการแปลงแสง แต่ก็สามารถลดความยาวของเส้นใยที่ได้รับได้อย่างมีประสิทธิภาพและผลกระทบโฟตอน canache ที่เป็นอันตรายสามารถลดลงได้ แต่สัมพันธ์กับโหมดปั๊ม 915 นาโนเมตรในการรักษาเส้นใยและการมีเพศสัมพันธ์ . เทคนิคยากขึ้น นอกจากนี้สเปกตรัมการดูดกลืนของเส้นใยที่รวมไว้ในช่วง 976 นาโนเมตรนั้นแคบเกินไป การเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดปั๊มอาจทำให้กำลังขับเลเซอร์ไม่เสถียร และเทคโนโลยีปั๊มนี้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากของระบบการจัดการความร้อนของเลเซอร์ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตเลเซอร์เพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่เป็นเหมือน IPG ของเยอรมนี, United States Coherent-Rofin และ US GW และผู้ผลิตรายอื่นๆ ใช้แหล่งกำเนิดปั๊ม 976 นาโนเมตรในเลเซอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่
โพสต์เวลา: Jul-27-2021