Sa nakalipas na dekada, sa patuloy na pagpapabuti ng pinagmumulan ng bomba at istraktura ng laser, ang teknolohiya ng fiber laser ay lubos na napabuti. Batay sa doped optical fiber (YDF-Laser) ay malawakang ginagamit sa pang-industriya, siyentipikong pananaliksik, atbp. dahil sa mataas na electrical-optical conversion na kahusayan, mas mahusay na kalidad ng beam at katatagan.
Fig1. Spectral absorption rate ng iba't ibang metal na materyales
Matagal nang nagagawa ng high-power single-mode fiber laser ngayon na madaling ipatupad ang digital KW-level optical power output, na gumagawa ng mga naturang laser sa larangan ng pagproseso ng metal. Sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng kapangyarihan ng liwanag na output, dahil sa iba't ibang rate ng pagsipsip, ang 1 micron fiber laser batay sa adult fiber ay makabuluhang napabuti kapag ang CO2 laser na 10 microns ay mas mahusay kaysa sa metal na materyal. Ang Fig 1 ay nagbibigay ng spectral absorption rate ng iba't ibang metal na materyales, na makikita mula sa figure na ang karamihan sa mga metal na materyal sa mga katangian ng pagsipsip ng spectrum ay nagpapakita ng isang ugali na bumaba habang ang optical wavelength ay tumataas. Ang metal na materyal ay malinaw na mas malakas kaysa sa output wavelength na humigit-kumulang 1070 nm na may kaugnayan sa output wavelength ng CO2 laser sa isang CO2 laser sa 10.6um. Sa partikular, ang rate ng pagsipsip ng metal na bakal sa ilalim ng 1070 nm wavelength ay halos 6 na beses na mas mababa kaysa sa 10.6um wavelength na kondisyon.
Fig 2. Relative absorption ng aluminosilicate at phosphosilicate (YB) fiber sa 800-1100 nm spectrum
Dahil ang pinaghalong optical fiber ay may napakalakas na katangian ng pagsipsip na 976 nm at 915 nm na haba ng daluyong, ang mga naturang laser ay pangunahing nabomba ng isang semiconductor laser (LD) na naglalabas ng nasa itaas na haba ng daluyong. Ang Fig 2 ay dalawang tipikal na doped optical fibers sa mga kamag-anak na rate ng pagsipsip na 800 hanggang 1100 nm spectroscopy, at mayroong isang makabuluhang tampok na pagsipsip na rurok malapit sa 915 nm at 976 nm. Ang rate ng pagsipsip ng 976nm light wave sa aluminosilicate dumping fiber ay halos tatlong beses ang light wave ng 915 nm, at ang absorption rate ng dating sa phosphosilicate ay halos 5 beses ang huli. Ang ganitong kawalan ay iba, ibig sabihin, ang mga naturang laser ay gumagamit ng 976nm LD pump na teknolohiya upang makamit ang mas mataas na light-optical conversion na kahusayan. Kasabay nito, ang mas mataas na pagsipsip ay nangangahulugan din ng epektibong pagbawas sa haba ng hibla, sa gayon ay nililimitahan ang mga nakakapinsalang nonlinear na epekto sa isang tiyak na lawak.
Fig.3 Curve ng Photon Dinoff (PD) Pagkawala ng Iba't ibang YB Ion Energy Steps.
Sa kasalukuyan, kailangang harapin ng mga large-acting rare earth doped fiber laser ang mga problema sa photodational. Ang problemang ito ay nagdudulot ng makabuluhang pagbaba sa lakas ng output ng laser, katatagan at buhay ng pagtatrabaho. Photon Darkness Ang phenomenon ay iniulat din sa isang malaking bilang ng mga ion-doped fiber laser. Karaniwang itinuturing na ang phenomenon na ito ay sanhi ng isang color-center na ginawa sa glass matrix. Ang mga nakaraang pag-aaral ay nagmungkahi ng maraming posibleng paraan upang malutas ang photon dacte na ito, kabilang ang co-doped phosphorus sa fiber, gamit ang 405 nm laser, photobleaching, kahit na gumagamit ng mataas na temperatura, ang isang pagsusubo ng photon decimensing ng photon ay nangyayari. . Kabilang sa mga ito, kahit na ang phosphorus ay maaaring epektibong sugpuin, ang pagkawala ng background at numerical aperture ay tumataas.
Ang mga naunang pag-aaral ng Koponen team, sa photon darker ay nagpakita na ang bilis ng paggamit ng photon ay higit na nakasalalay sa konsentrasyon ng mga excitation mites, na siyang energy state reversal ng ion (YB Inversion Rate). Natagpuan nila na ang mga rate ng paggamit ng photon ay proporsyonal sa 7 beses sa rate ng pagbabalik ng ionic na enerhiya. Ang isang curve ng photon intiminated losses sa paglipas ng panahon sa Fig 3 sa Fig 3 ay ibinigay sa Fig 3. Ang data ay napaka-intuitive na ang photon darking rate ay tumataas nang husto sa pagtaas ng energy reversal.
Fig 4, YB Ion Energy Reverse Rate Bilang ang Pump Power Change Curve sa ilalim ng 976 Nm at 920 NM Pump Condition (Ipagpalagay na ang data ng reversal rate ay sapat na makinis kapag ang standard variance ay mas mababa sa 1%)
Ang rate ng pagbabalik ng estado ng enerhiya sa doped fiber ay apektado ng masa ng fiber, ang pump power, ang light feedback, at ang wavelength ng pump light wavelength. Ang angkop na wavelength ng liwanag ng bomba ay maaaring higit na mapigil sa isang malaking lawak. Ang pagbabalik ng enerhiya-estado ay halos tinukoy bilang isang ratio ng photonic absorption na may parehong emission cross section sa isang tiyak na pump light wavelength, at pagkatapos ay ang energy state ng doped fiber ay nakuha sa ilalim ng dalawang pump light na kondisyon na 976 nm at 920 nm. Ang rate ng pagbaliktad ay nag-iiba sa pagbabago ng kapangyarihan ng bomba (Fig 4). Bagaman ang spectrum ng pagsipsip sa FIG 2 sa unang FiG 2 ay nagpapahiwatig na ang mga katangian ng pagsipsip ng 976nm wavelength na ilaw ay makabuluhang mas malakas kaysa sa iba pang mga wavelength, ngunit dahil ang 976 nm wavelength na ilaw ay medyo malaki, sa wakas ay nakuha ito ng pump light kaysa sa 920 nm. Ang mas mababang enerhiya sa kondisyon ay mas mababa. Kahit na ang data ay hindi direktang nagbigay ng energy state reversal ng 915 nm pump, posible pa ring isipin na ang 976nm pump light source ay may mas malakas na anti-optical sub-profiling na potensyal kaysa sa dating.
Kahit na ang 976nm pump method ay may mas mataas na absorption rate at light conversion efficiency, maaari nitong epektibong bawasan ang haba ng gain fiber, at ang nakakapinsalang photon canache effect ay maaaring mabawasan, ngunit ang kamag-anak nito sa 915 nm pump mode sa fiber treatment at coupling . Mas mahirap ang teknikal. Bukod dito, ang spectrum ng pagsipsip ng isinama na hibla sa hanay ng 976 nm ay masyadong makitid. Ang pagbabago ng wavelength na dulot ng pagbabagu-bago ng temperatura ng pinagmumulan ng bomba ay maaaring maging sanhi ng hindi matatag na kapangyarihan ng output ng laser, at ang teknolohiyang ito ng bomba ay may napakahigpit na pangangailangan ng thermal management system ng laser. Dahil dito, iilan lamang sa mga tagagawa ng laser ang tulad ng IPG ng Germany, ang United States Coherent-Rofin, at ang US GW at iba pang mga tagagawa ay gumagamit ng 976 nm pump source sa malalaking pang-industriyang laser.
Oras ng post: Hul-27-2021