التطور الفني لليزر ألياف الطاقة العالية

التطور الفني لليزر ألياف الطاقة العالية

تحسينليزر الأليافبناء

1 ، هيكل مضخة ضوء الفضاء

تستخدم ليزر الألياف المبكرة في الغالب إخراج المضخة البصرية ،الليزرالإخراج ، تكون طاقة الإخراج منخفضة ، من أجل تحسين طاقة إخراج ليزر الألياف بسرعة في فترة زمنية قصيرة ، هناك صعوبة أكبر. في عام 1999 ، كسرت الطاقة الناتجة عن مجال بحث وتطوير الليزر الألياف 10000 واط لأول مرة ، فإن هيكل الليزر الألياف هو أساسا استخدام الضخ ثنائي الاتجاه البصري ، ويشكل مرنان ، مع تحقيق التحقيق في كفاءة الميل للليزر الألياف 58.3 ٪.
ومع ذلك ، على الرغم من أن استخدام ضوء مضخة الألياف وتكنولوجيا اقتران الليزر لتطوير الليزر الألياف يمكن أن يحسن بشكل فعال من طاقة الإخراج لليزر الألياف ، ولكن في الوقت نفسه ، هناك تعقيد ، لا يفضي إلى تنفيذ المسار البصري ، ثم يحتاج المسار البصري إلى أن يتم إعادة صياغته إلى أن يتم إعادة صياغته. ليزر الألياف.

2 ، هيكل المذبذب المباشر وهيكل MOPA

مع تطور الليزر الألياف ، استبدلت المتعريون من طاقة الكسوة تدريجياً مكونات العدسة ، مما يؤدي إلى تبسيط خطوات تطوير الليزر الألياف وتحسين كفاءة صيانة ليزر الألياف بشكل غير مباشر. يرمز اتجاه التنمية هذا إلى التطبيق التدريجي لليزر الألياف. هيكل المذبذب المباشر وهيكل MOPA هما أكثر الهيكلين شيوعًا لليزر الألياف في السوق. تتمثل بنية المذبذب المباشر في أن الشرس يختار الطول الموجي في عملية التذبذب ، ثم يخرج الطول الموجي المحدد ، في حين يستخدم MOPA الطول الموجي الذي تم اختياره بواسطة مصباح البذور ، ويتم تضخيم ضوء البذور تحت عمل مضخم المستوى الأول ، وبالتالي فإن قوة الإخراج من ليزر الألياف قد تم تحسينها أيضًا إلى حد ما. لفترة طويلة من الزمن ، تم استخدام ليزر الألياف مع بنية MPOA كهيكل مفضل لليزر الألياف عالية الطاقة. ومع ذلك ، وجدت الدراسات اللاحقة أن الناتج عالي الطاقة في هذا الهيكل سهل يؤدي إلى عدم استقرار التوزيع المكاني داخل ليزر الألياف ، وسيتأثر سطوع الليزر الخرج إلى حد ما ، والذي يكون له أيضًا تأثير مباشر على تأثير الإخراج عالي الطاقة.

مع تطوير تكنولوجيا الضخ

عادةً ما يكون الطول الموجي للضخ في الليزر الألياف المبكرة في وقت مبكر 915 نانومتر أو 975 نانومتر ، لكن هذين الأطوول الموجية للضخ هما قمم امتصاص أيونات ytterbium ، لذلك يطلق عليه الضخ المباشر ، ولم يتم استخدام الضخ المباشر على نطاق واسع بسبب فقدان الكمية. تقنية الضخ داخل النطاق هي امتداد لتكنولوجيا الضخ المباشر ، حيث يكون الطول الموجي بين الطول الموجي للضخ وطول موجة الإرسال متشابهًا ، ومعدل الخسارة الكمومية للضخ داخل النطاق أصغر من الضخ المباشر.

ليزر ألياف الطاقة العاليةعنق الزجاجة التنمية التكنولوجية

على الرغم من أن ليزر الألياف لديها قيمة عالية للتطبيق في الصناعات العسكرية والطبية وغيرها ، فقد عززت الصين التطبيق الواسع لليزر الألياف خلال ما يقرب من 30 عامًا من أبحاث وتطوير التكنولوجيا ، ولكن إذا كنت ترغب في جعل الليزر الألياف يمكن أن يخرج الطاقة العالية ، لا يزال هناك العديد من الاختناقات في التكنولوجيا الحالية. على سبيل المثال ، ما إذا كانت طاقة إخراج ليزر الألياف يمكن أن تصل إلى أحادي الوضع أحادي الوضع 36.6 كيلو وات ؛ تأثير قوة الضخ على طاقة ناتج ليزر الألياف ؛ تأثير تأثير العدسة الحرارية على طاقة إخراج ليزر الألياف.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يأخذ البحث عن تقنية ناتج الطاقة الأعلى لليزر الألياف أيضًا مراعاة استقرار الوضع المستعرض وتأثير الظلام الفوتون. من خلال التحقيق ، من الواضح أن عامل التأثير لعدم استقرار الوضع المستعرض هو تسخين الألياف ، ويشير التأثير المظلم للفوتون بشكل أساسي إلى ذلك عندما يخرج ليزر الألياف بشكل مستمر مئات واط أو عدة كيلووات من الطاقة العالية من الألياف.

على الرغم من أنه لم يتم تعريف الأسباب المحددة لتأثير الفوتون الظلال بشكل واضح في الوقت الحالي ، فإن معظم الناس يعتقدون أن مركز عيب الأكسجين وامتصاص نقل الشحنة يمكن أن يؤدي إلى حدوث تأثير غامق الفوتون. على هذين العاملين ، يتم اقتراح الطرق التالية لتثبيط تأثير الظلام الفوتون. مثل الألومنيوم والفوسفور ، وما إلى ذلك ، وذلك لتجنب امتصاص نقل الشحن ، ثم يتم اختبار الألياف النشطة المحسنة وتطبيقها ، والمعيار المحدد هو الحفاظ على طاقة 3KW لعدة ساعات والحفاظ على 1 كيلو واط مستقر الطاقة لمدة 100 ساعة.