اخبار الصناعة

ليزر ألياف ذو عرض خطي قصير الطول الموجي الضيق

2021-12-27
بالنسبة لتقنية التوليف الطيفي ، تعد زيادة عدد حزم الليزر الفرعية المركبة إحدى الطرق المهمة لزيادة طاقة التوليف. سيساعد توسيع النطاق الطيفي لليزر الليفي على زيادة عدد حزم الليزر الفرعية للتوليف الطيفي وزيادة طاقة التوليف الطيفي [44-45]. في الوقت الحاضر ، نطاق توليف الطيف المستخدم بشكل شائع هو 1050-1072 نانومتر. يعد توسيع نطاق الطول الموجي لليزر الليفي ذي النطاق الضيق إلى 1030 نانومتر ذا أهمية كبيرة لتقنية توليف الطيف. لذلك ، ركزت العديد من المؤسسات البحثية على الطول الموجي القصير (الطول الموجي أقل من 1040 نانومتر) تمت دراسة ليزر الألياف العريض. يدرس هذا البحث أساسًا ليزر الألياف 1030 نانومتر ، ويوسع نطاق الطول الموجي لشعاع الليزر الفرعي المركب طيفيًا إلى 1030 نانومتر.
تتأثر خصائص خرج ليزر الألياف ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل أساسي بطيف الامتصاص وطيف الانبعاث للألياف المكتسبة. بالنسبة لليزر الألياف قصير الموجة ، مقارنةً بنطاق الطول الموجي التقليدي (1060-1080 نانومتر) لليزر الليفي ، يكون المقطع العرضي للامتصاص للألياف المكتسبة أكبر. يتم إعادة امتصاص الليزر قصير الموجة بسهولة في الألياف المكتسبة لإنتاج إخراج ليزر بطول موجة أطول ، أي يتم إنشاء ASE ، مما يحد من طاقة الخرج.

في عام 2011 ، استخدم O. Schmidt من جامعة Jena مصدر ASE ذي عرض خط ضيق كضوء أولي للتضخيم. يظهر هيكل مصدر البذور في الشكل 21. يتم استخدام شبكتين للتحكم في عرض خط البذور عند الساعة 12 مساءً ، وتبلغ طاقة خرج البذور 400 ميغاواط ، ويبلغ الطول الموجي المركزي 1030 نانومتر. يتم تضخيم مصدر البذور على مرحلتين. تستخدم المرحلة الأولى 40/200 ليف بلوري ضوئي بينما تستخدم المرحلة الثانية ألياف بلورية ضوئية 42/500. قدرة الخرج النهائية هي 697 واط وجودة الحزمة M2 = 1.34 [46].


في عام 2016 ، استخدم نادر A. Naderi من مختبر القوات الجوية الأمريكية ليزرًا أحادي التردد بإشارة PRBS معدلة 1030 نانومتر كمصدر أساسي. كان عرض الخط الطيفي لمصدر البذور 3.5 جيجا هرتز ، ثم تم تضخيمه بواسطة مرحلة مكبر للصوت. يظهر الجهاز التجريبي في الشكل 22.. يعمل النظام على زيادة طاقة خرج الليزر للنطاق 1030 نانومتر إلى 1034 واط ، وعرض الخط الطيفي 11 م ، وكفاءة خرج مرحلة مكبر الصوت 80٪ ، ونسبة إخماد ASE تصل إلى 40 ديسيبل ، وجودة الحزمة M2 = 1.1 إلى 1.2. في التجربة ، تم قمع تأثيرات SBS و ASE من خلال التحكم في طول كسب الألياف [47-48].

في عام 2014 ، Ye Huang et al. حصلت شركة Nufern في الولايات المتحدة على إنتاج ليزر كيلوواط في نطاق الطول الموجي من 1028-1100 نانومتر [49]. في التجربة ، تمت دراسة الليزر 1028 نانومتر و 1100 نانومتر بشكل أساسي ، وقورنت النتائج مع الليزر 1064 نانومتر. وقد وجد أنه بالمقارنة مع الليزرات الليفية ذات النطاق التقليدي ، تم تحسين تأثير ASE لكل من ليزر الألياف قصير الموجة وطويل الموجة بشكل كبير. أخيرًا ، بعد قمع تأثير ASE ، تم تحقيق خرج ليزر أحادي الوضع 1215 واط في النطاق 1028 نانومتر ، وكانت الكفاءة البصرية 75٪.

في عام 2016 ، قامت الشركة الأمريكية Roman Yagodkin et al. إجراء تعديل الطور على ليزر أحادي التردد كمصدر أساسي. بعد التضخيم ، تم الحصول على خرج ليزر أكبر من 1.5 كيلو واط. نطاق الطول الموجي لمركز الليزر هو 1030-1070 نانومتر ، والخط الطيفي <15 جيجا هرتز [50]. يظهر الطيف الناتج عند الطول الموجي في الشكل 23. ويمكن أن نرى من الطيف أن نسبة قمع ASE لطيف الليزر قصير الموجة أقل بحوالي 15 ديسيبل من تلك الموجودة في الليزر بالقرب من 1064 نانومتر. في عام 2017 ، أجرت شركة IPG الأمريكية تعديل الطور على ليزر أحادي التردد 1030 نانومتر لتوسيع الطيف إلى 20 جيجا هرتز. بعد مرحلة التضخيم المسبق بثلاث مراحل ، وصلت طاقة الخرج إلى 15-20 واط ، وأخيراً بعد مرحلة مكبر الصوت الرئيسي ، كانت طاقة الخرج 2.2 كيلو واط. إن خرج الليزر ذو الطول الموجي القصير هو حاليًا أعلى طاقة إخراج لليزر الألياف ذو النطاق 1030 نانومتر [50].
باختصار ، نظرًا لتأثير تأثير ASE ، فإن الحد الأقصى لطاقة الإخراج لليزر الليفي ذي الخط الضيق قصير الطول الموجي هو 2.2 كيلو وات فقط ، مما يوفر مساحة كبيرة للتطوير مقارنة بالليزر الليفي ذي النطاق الضيق بالقرب من الليزر النموذجي الطول الموجي 1064 نانومتر.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept