So'nggi o'n yil ichida nasos manbai va lazer strukturasining doimiy takomillashtirilishi bilan tolali lazer texnologiyasi sezilarli darajada yaxshilandi. Doplangan optik tolaga asoslangan (YDF-Lazer) yuqori elektr-optik konversiya samaradorligi, yaxshi nur sifati va barqarorligi tufayli sanoat, ilmiy tadqiqotlar va boshqalarda keng qo'llaniladi.
1-rasm. Turli metall materiallarning spektral yutilish darajasi
Bugungi kunda yuqori quvvatli yagona rejimli tolali lazerlar uzoq vaqtdan beri raqamli KVt-darajali optik quvvat chiqishini osonlik bilan amalga oshirishga muvaffaq bo'ldi, bu esa metallni qayta ishlash sohasida bunday lazerlarni yaratadi. Xuddi shu yorug'lik chiqishi quvvati sharoitida, turli xil assimilyatsiya tezligi tufayli, kattalar tolasiga asoslangan 1 mikronli tolali lazer, 10 mikronlik CO2 lazeri metall materialdan samaraliroq bo'lganda sezilarli darajada yaxshilanadi. 1-rasmda turli xil metall materiallarning spektral yutilish tezligi berilgan, bu rasmdan ko'rinib turibdiki, spektrning yutilish xususiyatlari bo'yicha metall materialning aksariyati optik to'lqin uzunligi ortishi bilan pasayish tendentsiyasini namoyon qiladi. Metall material 10,6um da CO2 lazerida CO2 lazerining chiqish to'lqin uzunligiga nisbatan taxminan 1070 nm chiqish to'lqin uzunligidan kuchliroqdir. Xususan, 1070 nm to'lqin uzunligi ostida metall temirning yutilish darajasi 10,6 um to'lqin uzunligi sharoitlaridan deyarli 6 baravar past.
2-rasm. 800-1100 nm spektrda aluminosilikat va fosfosilikat (YB) tolasining nisbiy yutilishi
Aralashtirilgan optik tola 976 nm va 915 nm to'lqin uzunligining juda kuchli assimilyatsiya xususiyatiga ega bo'lganligi sababli, bunday lazerlar asosan yuqoridagi to'lqin uzunligini chiqaradigan yarimo'tkazgichli lazer (LD) tomonidan pompalanadi. 2-rasm 800 dan 1100 nm spektroskopiyaning nisbiy assimilyatsiya tezligiga nisbatan ikkita tipik doplangan optik tolalar bo'lib, 915 nm va 976 nm yaqinida muhim xususiyat yutilish cho'qqisi mavjud. Aluminosilikat damping tolasidagi 976 nm yorug'lik to'lqinlarining yutilish darajasi 915 nm yorug'lik to'lqinidan deyarli uch baravar ko'p, fosfosilikatdagi birinchisining yutilish darajasi esa deyarli 5 baravar. Bunday kamchilik boshqacha, ya'ni bunday lazerlar yuqori yorug'lik-optik konvertatsiya samaradorligiga erishish uchun 976nm LD nasos texnologiyasini qo'llaydi. Shu bilan birga, yuqori assimilyatsiya, shuningdek, tolaning uzunligini samarali ravishda qisqartirishni anglatadi va shu bilan zararli chiziqli bo'lmagan ta'sirlarni ma'lum darajada cheklaydi.
Fig.3 Foton Dinoff (PD) egri chizig'i turli YB ion energiya bosqichlarini yo'qotish.
Hozirgi vaqtda katta ta'sirli noyob tuproqli tolali lazerlar fotodastur muammolariga duch kelishlari kerak. Bu muammo lazerning chiqish quvvati, barqarorligi va ishlash muddatini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi. Foton qorong'uligi Bu hodisa ko'p sonli ionli tolali lazerlarda ham qayd etilgan. Umuman olganda, bu hodisa shisha matritsada hosil bo'lgan rang markazidan kelib chiqqan deb hisoblanadi. Oldingi tadqiqotlar ushbu foton daktasini hal qilishning ko'plab mumkin bo'lgan usullarini taklif qildi, shu jumladan tolada qo'shilgan fosfor, 405 nm lazer yordamida, fotooqartirish, hatto yuqori haroratdan foydalangan holda, fotonning tavlanishi fotonning desimensiyasi sodir bo'ladi. . Ularning orasida fosforni samarali tarzda bostirish mumkin bo'lsa-da, fon yo'qolishi va raqamli diafragma ortadi.
Koponen jamoasining foton quyuqroq bo'yicha oldingi tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, fotonni qabul qilish tezligi asosan ionning energiya holatini o'zgartirishi (YB Inversion Rate) bo'lgan qo'zg'atuvchi oqadilar kontsentratsiyasiga bog'liq. Ular fotonlarni qabul qilish tezligi ion energiyasining teskari tezligida 7 marta mutanosib ekanligini aniqladilar. 3-rasmdagi 3-rasmda vaqt o'tishi bilan foton intimiatsiyalangan yo'qotishlar egri chizig'i 3-rasmda keltirilgan. Ma'lumotlar juda intuitivdirki, fotonning qorayish tezligi energiyaning teskari o'zgarishi ortishi bilan keskin ortadi.
4-rasm, YB ion energiyasining teskari tezligi Nasos holati 976 Nm va 920 NM ostida nasos quvvatini o'zgartirish egri chizig'i sifatida (standart dispersiya 1% dan kam bo'lsa, teskari tezlik ma'lumotlari etarlicha silliq deb hisoblang.
Doplangan toladagi energiya holatining teskari tezligi tolaning massasi, nasos quvvati, yorug'lik aloqasi va nasos yorug'lik to'lqin uzunligining to'lqin uzunligidan ta'sirlanadi. Tegishli nasos yorug'lik to'lqin uzunligini katta darajada bostirish mumkin. Energiya-holatning teskari o'zgarishi taxminan ma'lum bir nasos yorug'lik to'lqin uzunligida bir xil emissiya kesmasiga ega fotonik yutilish nisbati sifatida aniqlanadi va keyin doplangan tolaning energiya holati 976 nm va 920 nm bo'lgan ikkita nasos yorug'lik sharoitida olinadi. Orqaga aylanish tezligi nasos quvvatining o'zgarishiga qarab o'zgaradi (4-rasm). Birinchi rasmdagi 2-rasmdagi yutilish spektri 976 nm to'lqin uzunligi yorug'likning yutilish xususiyatlari boshqa to'lqin uzunliklariga qaraganda sezilarli darajada kuchli ekanligini ko'rsatsa-da, lekin 976 nm to'lqin uzunligi yorug'ligi nisbatan katta bo'lganligi sababli, u nihoyat nasos nuri bilan olingan. 920 nm. Vaziyatdagi energiya pastroq bo'ladi. Ma'lumotlar 915 nm nasosning energiya holatini to'g'ridan-to'g'ri o'zgartirishni bermagan bo'lsa-da, 976 nm nasos yorug'lik manbai avvalgisiga qaraganda kuchliroq anti-optik pastki profil potentsialiga ega ekanligini taxmin qilish mumkin edi.
976 nm nasos usuli yuqori assimilyatsiya tezligi va yorug'lik konvertatsiyasi samaradorligiga ega bo'lsa-da, u daromad tolasining uzunligini samarali ravishda qisqartirishi va zararli foton kanache ta'sirini kamaytirishi mumkin, ammo uning tolali ishlov berish va ulashda 915 nm nasos rejimiga nisbatan . Texnik jihatdan qiyinroq. Bundan tashqari, 976 nm diapazonda kiritilgan tolaning yutilish spektri juda tor. Nasosi manbasining harorat o'zgarishi natijasida yuzaga keladigan to'lqin uzunligi o'zgarishi lazerning chiqish quvvatini beqaror bo'lishiga olib kelishi mumkin va bu nasos texnologiyasi lazerning termal boshqaruv tizimiga juda qattiq talabga ega. Shu sababli, faqat bir nechta lazer ishlab chiqaruvchilari Germaniyaning IPG, Amerika Qo'shma Shtatlari Coherent-Rofin va AQSh GW va boshqa ishlab chiqaruvchilar yirik sanoat lazerlarida 976 nm nasos manbasidan foydalanadilar.
Yuborilgan vaqt: 27-iyul-2021