Sa 2021, ang China ang tanging pangunahing ekonomiya sa mundo na mabilis na makabangon mula sa epidemya ng 2020.Ang idinagdag na halaga ng mga industriyang higit sa itinalagang laki sa buong taon ay tataas ng 9.6% kumpara sa nakaraang taon, kung saan ang idinagdag na halaga ng high-tech na pagmamanupaktura at pagmamanupaktura ng kagamitan ay tataas ayon sa pagkakabanggit.18.2%, 12.9%.Sa partikular, ang industriya ng laser ng China ay mabilis na umunlad sa mga nakaraang taon, at ang laki ng kadena ng industriya ng laser ay mabilis na tumaas.Sa 2020, ang kabuuang kita sa benta ng mga kagamitan sa laser (kabilang ang mga pag-import) sa larangan ng industriya, impormasyon, komersiyo, gamot at siyentipikong pananaliksik ay magiging 69.2 bilyong yuan, isang taon-sa-taon na pagtaas sa 2019. pataas ng 5.2 porsyentong puntos.Sa patuloy na kasaganaan ng photovoltaic, power battery, sasakyan at iba pang industriya, ang kabuuang kita ng benta ng laser equipment market ng China ay tataas ng 15.6% year-on-year sa 2021, na umaabot sa 80 billionyuan.
▲2010-2021 Laser equipment market ng China
Kasabay nito, ang teknolohiya ng laser ay mabilis ding umuulit.Una, ang teknolohiya ng pump ay binago mula sa 915nm solution na may mas malawak na temperatura control area patungo sa 976nm solution na may mas mataas na kahusayan sa pagsipsip.Sa kasalukuyan, sa ruta ng teknolohiya ng bomba ng mga high-power na tuloy-tuloy na fiber laser, ang 976nm pump Pu na teknolohiya ay naging pangunahing teknikal na solusyon.Bilang karagdagan, sa teknolohiya ng 10,000-watt lasers, palaging may labanan sa pagitan ng "single-channel fiber amplification" at "multi-channel beam synthesis".Ang merkado ay patuloy na bumuo, at komprehensibong mga kadahilanan tulad ng teknolohiya, gastos at kahusayan Ito ay naging ang pangunahing kadahilanan para sa pagpili ng pang-industriya fiber laser market.Hatiin natin ang dalawang teknikal na ruta.
10,000-watt direksyon ng ruta ng teknolohiya ng laser
1. Multi-channel beam combination scheme
Ayon sa iba't ibang mga istraktura ng system, ang mga fiber laser ay maaaring nahahati sa: direktang oscillator structure fiber lasers at master oscillator power amplifier (MOPA) structure fiber lasers.Ang fiber laser na may direktang istraktura ng oscillator ay simple sa istraktura at naglalaman lamang ng isang laser oscillator, at pinipili at inilalabas ng grating ang napiling partikular na wavelength.
Para sa isang fiber laser na may direktang configuration ng oscillator, higit sa lahat ay binubuo ito ng isang pares ng mga gratings (mababang reflection + mataas na reflection), isang gain fiber, at ilang mga pump.Maramihang mga beam ng pump light ay pinagsama sa isang gain fiber sa pamamagitan ng isang beam combiner, upang ang gain fiber ay nasa estado ng inversion distribution ng bilang ng mga particle, upang mapagtanto ang stimulated radiation amplification ng liwanag, at sa wakas ay pumili ng isang tiyak na wavelength ng laser light sa pamamagitan ng mababang repleksyon ng repleksyon upang pumasa sa output hibla.ipinadala sa output header.
▲ Fiber laser batay sa direktang istraktura ng oscillator
Ayon sa iba't ibang paraan ng pumping, maaari itong nahahati sa: forward pumping, reverse pumping at bidirectional pumping.Ang direksyon ng pump light injection ay pareho sa direksyon ng laser output na tinatawag na forward pumping;ang direksyon ng pag-iniksyon ng ilaw ng bomba ay kapareho ng direksyon ng output ng laser sa tapat ng pasulong at reverse pumping;ang ilaw ng bomba ay itinuturok mula sa pasulong at pabalik na mga direksyon sa parehong oras.tinatawag na bidirectional pumping.Sa kasalukuyan, parehong ginagamit ng GW at IPG ang bidirectional pumping scheme na ipinapakita sa figure sa itaas.
Sa kasalukuyan, ang isang fiber laser o module na may pangunahing istraktura ng direktang oscillator ay may kapangyarihan na humigit-kumulang 3KW, at ang isang mas mataas na kapangyarihan na laser ay pinagsama mula sa isang module patungo sa isa pa, iyon ay, ang liwanag na output mula sa maraming mga module ay pinagsama sa pamamagitan ng isang beam combiner .sa isang hibla at pagkatapos ay output.Halimbawa, ang 12KW ay nakuha sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng apat na 3KW modules.
▲ High-power fiber laser na may multi-channel beam synthesis scheme
2. Single-channel fiber amplification scheme
Ang fiber laser na may istraktura ng MOPA ay may kasamang laser oscillator at isa o higit pang mga yugto ng fiber amplifier.Ang wavelength na pinili ng grating sa oscillator ay ginagamit bilang seed light, at ang seed light ay pinalakas sa ilalim ng pagkilos ng multistage amplifier, upang ang output power ay maaaring makuha sa isang tiyak na antas.pagpapabuti.
Para sa mga naturang high-power laser, ang pagtaas ng kapangyarihan ay hindi nakakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga module, ngunit higit sa lahat sa pamamagitan ng multi-stage amplifier.Halimbawa, ang 12KW ay nakuha sa pamamagitan ng 3-stage na amplification.
▲ Single-channel fiber amplification scheme batay sa MOPA configuration High-power fiber laser
Ang mga bentahe ng multiplexing 10,000-watt lasers
1. Ang istraktura ng buong makina ay simple at madaling mapanatili
Dahil ang single-channel amplified high-power laser ay may isang module lamang, ang panloob na pag-aayos ng liwanag, kuryente at tubig ay mas kumplikado.Ang sistema ng kontrol nito ay medyo mas kumplikado, at ang oscillator at amplifier ay kailangang sumunod sa isang tiyak na relasyon sa oras kapag nag-on at naka-off: kapag i-on ang laser, ang oscillator ay dapat na i-on muna, at pagkatapos ay ang amplifier ay dapat na naka-on mula sa amplifier ng unang yugto;Magsisimula ang stage amplifier, at ang amplifier ay naka-off nang hakbang-hakbang.Kapag wala na sa ayos ang timing, malaki ang posibilidad na magdulot ito ng malubhang pinsala sa laser.
Ang multi-beam synthesis scheme na pinagtibay ng GW laser, ang kontrol ng laser ay medyo simple, walang problema sa timing, mga problema sa kontrol ng programa, at hindi magdudulot ng pinsala sa makina.Sa kaganapan ng isang pagkabigo ng laser, ang mga pag-aayos ay maaaring magawa sa pamamagitan lamang ng pag-alis ng nasirang module at palitan ito ng bago.Para sa mga customer, mas nakakatipid ito ng oras sa pagpapanatili.
2. Malakas na anti-return light na kakayahan
Iba sa mga oscillator, walang grating sa magkabilang dulo ng gain fiber ng amplifier.Ang return light kapag nagpoproseso ng mga high-reflection na materyales o ang reverse light ng post-amplifier ay madaling bumalik sa pre-amplifier, na nakakasagabal sa trabaho ng pre-amplifier at nagdudulot pa ng pinsala.Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang Karagdagang optical isolation mga panukala ay idinagdag.
Ang multi-beam synthesis scheme ng GW laser, ang bawat module ay may isang oscillator lamang, at walang reverse light;kasabay nito, ang natatanging sikreto ng GW laser – ABR anti-high-reflection na teknolohiya: ang isang module ay nilagyan ng limang antas na return light detection at stripping device ;Sa batayan ng limang antas na anti-reflection ng isang solong module, ang bawat module ay nilagyan ng first-level na anti-return light device, na maaaring epektibong maprotektahan ang mga panloob na bahagi mula sa pinsala, matiyak ang matatag na operasyon ng laser, at madaling mag-cut ng ginto, pilak, Highly reflective na materyales tulad ng tanso at Ang aluminyo ay angkop para sa iba't ibang mga aplikasyon ng hinang.
3. Ang bidirectional pumping ay nagpapabuti sa katatagan ng system
➢Pigilan ang ingay ng laser
Para sa forward at reverse pumping, ang pump light ay ini-injected sa ytterbium-doped fiber mula sa isang dulo, at ang pump light ay mas malakas sa input end ng ytterbium-doped fiber, kaya ang particle inversion excitation ay malakas din, ngunit dahil sa ang absorption factor, malakas ang pumping light.Ang ilaw ay papahinain sa kahabaan ng hibla upang maabot ang saturation sa isang tiyak na haba ng hibla at tumaas ang ingay.Ang bidirectional pumping ay maaaring gawing pantay ang liwanag ng pump sa hibla, upang ang pakinabang ay maipamahagi din nang pantay sa hibla, upang mabawasan ang ingay.
➢Bawasan ang single-ended pressure
Ang sobrang lakas ng pump light ay isinasama sa gain fiber, at ang paunang seksyon ng gain fiber ay sumisipsip ng pump light, kaya ang temperatura ng fiber ay ang pinakamataas sa unang seksyon, at ang fiber melting point ay nagdadala ng pinakamalaking presyon.Ang double-end pumping ay maaaring gumawa ng dalawang melting point sa magkabilang panig ng gain fiber na magbahagi ng presyon, na ginagawang mas matatag ang pagtakbo ng system.
➢Taasan ang threshold ng mode instability
Ang kawalang-tatag ng mode ay nauugnay sa thermal loading ng gain fiber.Matapos gamitin ang double-end pumping method, ang pamamahagi ng temperatura ng gain fiber ay maaaring gawing mas pare-pareho, ang thermal effect ay humina, at ang threshold value ng mode instability ay tumaas.4
.Ang 976nm pumping scheme ay may malinaw na mga pakinabang
▶ Mas mataas na rate ng conversion
Ang Ytterbium-doped fiber ay may dalawang malakas na absorption peak sa 915nm at 976nm, kaya ang pump light band na karaniwang pinipili para sa ytterbium-doped fiber laser ay 915nm o 975nm.Kabilang sa mga ito, mas mataas ang absorption peak sa 975nm, na humigit-kumulang 3 beses kaysa sa 915nm, kaya ang 1070nm laser na may parehong kapangyarihan ay kumokonsumo lamang ng isang katlo ng 915nm pump light.Ang pump light ay na-convert mula sa elektrikal na enerhiya, na nangangahulugan na ang paggamit ng isang 976nm pump source ay kumokonsumo ng mas kaunting elektrikal na enerhiya at mas mahusay at nakakatipid ng enerhiya.
▶Mababang mga nonlinear na epekto
Sa tuloy-tuloy na single-frequency fiber laser, mayroong ilang mga nonlinear effect, tulad ng stimulated Brillouin scattering, stimulated Raman scattering, at optical Kerr effect, na magpapababa sa kalidad ng beam.Nakikinabang mula sa mas mataas na absorption peak sa 976nm, ang gain fiber ay maaaring gawing mas maikli sa ilalim ng premise ng parehong kahusayan sa pagsipsip, at ang pagbabawas ng fiber length ay nakakatulong upang maiwasan ang pagsugpo sa mga nonlinear effect.
Epilogue
Ang GW Laser (GW) ay batay sa 976nm pump technology at multi-channel beam synthesis scheme bilang pangunahing linya, at nakatuon sa pagpapabuti ng power level at beam na kalidad ng 10,000-watt lasers;kasabay nito, binibigyang-pansin din nito ang pagpapabuti ng kalidad at katatagan ng mga produkto, pagbabawas ng mga rate ng pagkabigo ng produkto at Ang pagiging kumplikado ng paghawak ng mga pagkabigo.Sa hinaharap, patuloy kaming magbibigay sa mga customer ng mataas na kalidad na fiber laser at malakas na teknikal na suporta.
Oras ng post: Mar-21-2022