उच्च शक्ति फाइबर लेज़रों का तकनीकी विकास

उच्च शक्ति फाइबर लेज़रों का तकनीकी विकास

का अनुकूलनफाइबर लेजरसंरचना

1, अंतरिक्ष प्रकाश पंप संरचना

प्रारंभिक फाइबर लेज़रों में ज्यादातर ऑप्टिकल पंप आउटपुट का उपयोग किया जाता था,लेज़रआउटपुट, इसकी आउटपुट पावर कम है, कम समय में फाइबर लेजर की आउटपुट पावर को जल्दी से बेहतर बनाने के लिए अधिक कठिनाई है। 1999 में, फाइबर लेजर अनुसंधान और विकास क्षेत्र की आउटपुट पावर ने पहली बार 10,000 वाट को तोड़ा, फाइबर लेजर की संरचना मुख्य रूप से ऑप्टिकल द्विदिश पंपिंग का उपयोग है, एक गुंजयमान यंत्र का निर्माण, फाइबर लेजर की ढलान दक्षता की जांच के साथ 58.3% तक पहुंच गया।
हालांकि, हालांकि फाइबर लेजर विकसित करने के लिए फाइबर पंप प्रकाश और लेजर युग्मन प्रौद्योगिकी का उपयोग प्रभावी रूप से फाइबर लेजर की उत्पादन शक्ति में सुधार कर सकता है, लेकिन साथ ही जटिलता भी है, जो ऑप्टिकल पथ बनाने के लिए ऑप्टिकल लेंस के लिए अनुकूल नहीं है, एक बार लेजर की जरूरत है ऑप्टिकल पथ के निर्माण की प्रक्रिया में स्थानांतरित करने के लिए, फिर ऑप्टिकल पथ को भी फिर से समायोजित करने की आवश्यकता होती है, जो ऑप्टिकल पंप संरचना फाइबर लेजर के व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करती है।

2, प्रत्यक्ष दोलक संरचना और MOPA संरचना

फाइबर लेजर के विकास के साथ, क्लैडिंग पावर स्ट्रिपर्स ने धीरे-धीरे लेंस घटकों को बदल दिया है, फाइबर लेजर के विकास चरणों को सरल बनाया है और अप्रत्यक्ष रूप से फाइबर लेजर की रखरखाव दक्षता में सुधार किया है। यह विकास प्रवृत्ति फाइबर लेजर की क्रमिक व्यावहारिकता का प्रतीक है। प्रत्यक्ष ऑसिलेटर संरचना और MOPA संरचना बाजार पर फाइबर लेजर की दो सबसे आम संरचनाएं हैं। प्रत्यक्ष ऑसिलेटर संरचना यह है कि झंझरी दोलन की प्रक्रिया में तरंग दैर्ध्य का चयन करती है, और फिर चयनित तरंग दैर्ध्य को आउटपुट करती है, जबकि MOPA झंझरी द्वारा चयनित तरंग दैर्ध्य को बीज प्रकाश के रूप में उपयोग करता है, और बीज प्रकाश को पहले-स्तर के एम्पलीफायर की कार्रवाई के तहत प्रवर्धित किया जाता है, इसलिए फाइबर लेजर की आउटपुट शक्ति भी एक निश्चित सीमा तक बेहतर होगी। लंबे समय तक, MPOA संरचना वाले फाइबर लेजर का उपयोग उच्च-शक्ति फाइबर लेजर के लिए पसंदीदा संरचना के रूप में किया गया है। हालांकि, बाद के अध्ययनों में पाया गया है कि इस संरचना में उच्च-शक्ति आउटपुट फाइबर लेजर के अंदर स्थानिक वितरण की अस्थिरता को जन्म देना आसान है, और आउटपुट लेजर चमक एक निश्चित सीमा तक प्रभावित होगी, जिसका उच्च-शक्ति आउटपुट प्रभाव पर भी सीधा प्रभाव पड़ता है।

पम्पिंग प्रौद्योगिकी के विकास के साथ

प्रारंभिक यटरबियम-डोप्ड फाइबर लेजर की पंपिंग तरंगदैर्ध्य आमतौर पर 915nm या 975nm होती है, लेकिन ये दो पंपिंग तरंगदैर्ध्य यटरबियम आयनों के अवशोषण शिखर हैं, इसलिए इसे प्रत्यक्ष पंपिंग कहा जाता है, क्वांटम हानि के कारण प्रत्यक्ष पंपिंग का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है। इन-बैंड पंपिंग तकनीक प्रत्यक्ष पंपिंग तकनीक का एक विस्तार है, जिसमें पंपिंग तरंगदैर्ध्य और संचारण तरंगदैर्ध्य के बीच तरंगदैर्ध्य समान है, और इन-बैंड पंपिंग की क्वांटम हानि दर प्रत्यक्ष पंपिंग की तुलना में छोटी है।

उच्च शक्ति फाइबर लेजरप्रौद्योगिकी विकास की अड़चन

हालांकि सैन्य, चिकित्सा और अन्य उद्योगों में फाइबर लेजर का उच्च अनुप्रयोग मूल्य है, चीन ने लगभग 30 वर्षों के प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास के माध्यम से फाइबर लेजर के व्यापक अनुप्रयोग को बढ़ावा दिया है, लेकिन यदि आप फाइबर लेजर को उच्च शक्ति का उत्पादन करना चाहते हैं, तो मौजूदा तकनीक में अभी भी कई अड़चनें हैं। उदाहरण के लिए, क्या फाइबर लेजर की आउटपुट पावर सिंगल-फाइबर सिंगल-मोड 36.6KW तक पहुंच सकती है; फाइबर लेजर आउटपुट पावर पर पंपिंग पावर का प्रभाव; फाइबर लेजर की आउटपुट पावर पर थर्मल लेंस प्रभाव का प्रभाव।

इसके अलावा, फाइबर लेजर की उच्च शक्ति उत्पादन तकनीक के अनुसंधान को अनुप्रस्थ मोड और फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव की स्थिरता पर भी विचार करना चाहिए। जांच के माध्यम से, यह स्पष्ट है कि अनुप्रस्थ मोड अस्थिरता का प्रभाव कारक फाइबर हीटिंग है, और फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव मुख्य रूप से संदर्भित करता है कि जब फाइबर लेजर लगातार सैकड़ों वाट या कई किलोवाट बिजली का उत्पादन करता है, तो आउटपुट पावर में तेजी से गिरावट की प्रवृत्ति दिखाई देगी, और फाइबर लेजर के निरंतर उच्च शक्ति उत्पादन पर एक निश्चित सीमा होती है।

हालाँकि फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव के विशिष्ट कारणों को वर्तमान में स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, लेकिन अधिकांश लोगों का मानना ​​है कि ऑक्सीजन दोष केंद्र और चार्ज ट्रांसफर अवशोषण फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव की घटना को जन्म दे सकता है। इन दो कारकों पर, फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव को रोकने के लिए निम्नलिखित तरीके प्रस्तावित हैं। जैसे कि एल्यूमीनियम, फास्फोरस, आदि, ताकि चार्ज ट्रांसफर अवशोषण से बचा जा सके, और फिर अनुकूलित सक्रिय फाइबर का परीक्षण और आवेदन किया जा सके, विशिष्ट मानक कई घंटों के लिए 3KW बिजली उत्पादन बनाए रखना और 100 घंटों के लिए 1KW बिजली स्थिर उत्पादन बनाए रखना है।