उच्च शक्ति फाइबर लेजर का तकनीकी विकास

उच्च शक्ति फाइबर लेजर का तकनीकी विकास

का अनुकूलनफाइबर लेजरसंरचना

1, अंतरिक्ष प्रकाश पंप संरचना

आरंभिक फ़ाइबर लेज़रों में अधिकतर 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 सुधारने में अधिक कठिनाई होती है। 1999 में, फाइबर लेजर अनुसंधान और विकास क्षेत्र की उत्पादन शक्ति पहली बार 10,000 वाट टूट गई, फाइबर लेजर की संरचना मुख्य रूप से ऑप्टिकल द्विदिशात्मक पंपिंग का उपयोग है, जो फाइबर की ढलान दक्षता की जांच के साथ एक गुंजयमान यंत्र का निर्माण करती है। लेज़र 58.3% तक पहुंच गया।
हालांकि, हालांकि फाइबर लेजर विकसित करने के लिए फाइबर पंप लाइट और लेजर कपलिंग तकनीक का उपयोग प्रभावी ढंग से फाइबर लेजर की आउटपुट पावर में सुधार कर सकता है, लेकिन साथ ही इसमें जटिलता भी है, जो ऑप्टिकल लेंस के लिए ऑप्टिकल पथ बनाने के लिए अनुकूल नहीं है, एक बार ऑप्टिकल पथ के निर्माण की प्रक्रिया में लेजर को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है, तो ऑप्टिकल पथ को भी फिर से समायोजित करने की आवश्यकता होती है, जो ऑप्टिकल पंप संरचना फाइबर लेजर के व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करता है।

2, प्रत्यक्ष थरथरानवाला संरचना और MOPA संरचना

फ़ाइबर लेज़रों के विकास के साथ, क्लैडिंग पावर स्ट्रिपर्स ने धीरे-धीरे लेंस घटकों को प्रतिस्थापित कर दिया है, जिससे फ़ाइबर लेज़रों के विकास के चरण सरल हो गए हैं और अप्रत्यक्ष रूप से फ़ाइबर लेज़रों की रखरखाव दक्षता में सुधार हुआ है। यह विकास प्रवृत्ति फाइबर लेजर की क्रमिक व्यावहारिकता का प्रतीक है। प्रत्यक्ष थरथरानवाला संरचना और MOPA संरचना बाजार पर फाइबर लेजर की दो सबसे आम संरचनाएं हैं। प्रत्यक्ष थरथरानवाला 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 बीज प्रकाश के रूप में झंझरी द्वारा चयनित तरंग दैर्ध्य का उपयोग करता है, और बीज प्रकाश को पहले की कार्रवाई के तहत बढ़ाया जाता है -लेवल एम्पलीफायर, इसलिए फाइबर लेजर की आउटपुट पावर में भी कुछ हद तक सुधार किया जाएगा। लंबे समय से, एमपीओए संरचना वाले फाइबर लेजर का उपयोग उच्च-शक्ति फाइबर लेजर के लिए पसंदीदा संरचना के रूप में किया जाता रहा है। हालांकि, बाद के अध्ययनों से पता चला है कि इस संरचना में उच्च-शक्ति आउटपुट फाइबर लेजर के अंदर स्थानिक वितरण की अस्थिरता का कारण बनना आसान है, और आउटपुट लेजर चमक कुछ हद तक प्रभावित होगी, जिसका सीधा प्रभाव भी पड़ता है उच्च-शक्ति आउटपुट प्रभाव पर।

पम्पिंग प्रौद्योगिकी के विकास के साथ

प्रारंभिक येटरबियम-डॉप्ड फाइबर लेजर की पंपिंग तरंग दैर्ध्य आमतौर पर 915 एनएम या 975 एनएम है, लेकिन ये दो पंपिंग तरंग दैर्ध्य येटरबियम 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 तरंग दैर्ध्य और संचारण तरंग दैर्ध्य के बीच तरंग दैर्ध्य समान है, और इन-बैंड पंपिंग की क्वांटम हानि दर प्रत्यक्ष पंपिंग की तुलना में छोटी है।

उच्च शक्ति फाइबर लेजरप्रौद्योगिकी विकास बाधा

हालाँकि फ़ाइबर लेज़रों का सैन्य, चिकित्सा और अन्य उद्योगों में उच्च अनुप्रयोग मूल्य है, चीन ने लगभग 30 वर्षों के प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास के माध्यम से फ़ाइबर लेज़रों के व्यापक अनुप्रयोग को बढ़ावा दिया है, लेकिन यदि आप फाइबर लेज़रों को उच्च शक्ति का उत्पादन करना चाहते हैं, तो अभी भी हैं मौजूदा प्रौद्योगिकी में कई बाधाएँ। 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 आउटपुट तकनीक के अनुसंधान में अनुप्रस्थ मोड की स्थिरता और फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव 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 दिखाई देगी तेजी से गिरावट की प्रवृत्ति, और फाइबर लेजर के निरंतर उच्च शक्ति उत्पादन पर कुछ हद तक सीमा है।

हालाँकि वर्तमान में फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव के विशिष्ट कारणों को स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, ज्यादातर लोगों का मानना ​​है कि ऑक्सीजन दोष केंद्र और चार्ज ट्रांसफर अवशोषण से फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव की घटना हो सकती है। इन दो कारकों पर, फोटॉन डार्कनिंग प्रभाव को रोकने के लिए निम्नलिखित तरीके प्रस्तावित हैं। जैसे एल्यूमीनियम, फॉस्फोरस इत्यादि, ताकि चार्ज ट्रांसफर अवशोषण से बचा जा सके, और फिर अनुकूलित सक्रिय फाइबर का परीक्षण और लागू किया जाता है, विशिष्ट मानक कई घंटों तक 3 किलोवाट बिजली उत्पादन बनाए रखना और 100 घंटों के लिए 1 किलोवाट बिजली स्थिर आउटपुट बनाए रखना है।