高出力ファイバーレーザーの技術的進化

高出力ファイバーレーザーの技術的進化

の最適化ファイバーレーザー構造

1、スペースライトポンプ構造

初期の繊維レーザーは主に光ポンプ出力を使用しました、レーザ出力、その出力は低くなります。短期間でファイバーレーザーの出力電力を迅速に改善するために、より大きな困難があります。 1999年、ファイバーレーザー研究開発分野の出力電力は10,000ワットを初めて壊しました。繊維レーザーの構造は、主に光学的双方向ポンプの使用であり、繊維レーザーの勾配効率の調査が58.3％に達しました。
ただし、ファイバーポンプの光とレーザーカップリングテクノロジーを使用するためのファイバーレーザーを開発することで、ファイバーレーザーの出力を効果的に改善できますが、同時に複雑さがあります。光学路を構築するための光学レンズを助長しません。レーザー。

2、直接発振器構造とMOPA構造

ファイバーレーザーの開発により、クラッドパワーストリッパーはレンズ成分を徐々に交換し、ファイバーレーザーの開発ステップを簡素化し、ファイバーレーザーのメンテナンス効率を間接的に改善しました。この開発動向は、繊維レーザーの漸進的な実用性を象徴しています。直接発振器構造とMOPA構造は、市場での繊維レーザーの最も一般的な2つの構造です。直接発振器の構造は、格子が振動のプロセスで波長を選択し、選択した波長を出力する一方、モパは格子によって選択された波長をシード光として使用することです。長い間、MPOA構造を持つ繊維レーザーは、高電力繊維レーザーの好ましい構造として使用されてきました。しかし、その後の研究では、この構造の高出力出力がファイバーレーザー内の空間分布の不安定性に容易につながることがわかっており、出力レーザー輝度はある程度影響を受け、これは高出力出力効果に直接影響を与えることもあります。

ポンプ技術の開発により

初期のイッテルビウムドープ繊維レーザーのポンピング波長は通常915nmまたは975nmですが、これらの2つのポンピング波長はイッテルビウムイオンの吸収ピークであるため、量子喪失のために直接ポンピングと呼ばれ、直接ポンピングは広く使用されていません。バンドポンプ技術は直接ポンプ技術の拡張であり、ポンプ波長と送信波長の間の波長は類似しており、帯域ポンプの量子損失率は直接ポンピングのそれよりも小さくなります。

高出力ファイバーレーザーテクノロジー開発ボトルネック

繊維レーザーは軍事、医療、およびその他の産業では高い応用価値を持っていますが、中国は30年近くの技術研究開発を通じて繊維レーザーの幅広いアプリケーションを促進していますが、ファイバーレーザーをより高出力にしたい場合、既存の技術にはまだ多くのボトルネックがあります。たとえば、ファイバーレーザーの出力電力が単一ファイバーシングルモード36.6kWに到達できるかどうか。繊維レーザー出力電力に対するポンピングパワーの影響。ファイバーレーザーの出力電力に対する熱レンズ効果の影響。

さらに、ファイバーレーザーの高出力出力技術の研究では、横方向モードと光子暗化効果の安定性も考慮する必要があります。調査を通じて、横方向モードの不安定性の影響因子が繊維加熱であることは明らかであり、光子暗示効果は主に、ファイバーレーザーが数百ワットまたは数キロワットの出力を連続的に出力する場合、出力が急速に低下する傾向を示し、ファイバーレーザーの連続高出力にある程度の高速化の制限があります。

現在、光子暗製効果の特定の原因は明確に定義されていませんが、ほとんどの人は、酸素欠陥中心と電荷移動吸収が光子暗示効果の発生につながる可能性があると考えています。これらの2つの要因では、光子暗号化効果を阻害するための次の方法が提案されています。電荷移動吸収を避けるためにアルミニウム、リンなどなど、最適化されたアクティブファイバーがテストおよび適用されるため、特定の基準は3kWの出力を数時間維持し、1kWの安定した出力を100時間維持することです。