Yuqori quvvatli tolali lazerlarning texnik evolyutsiyasi

Yuqori quvvatli tolali lazerlarning texnik evolyutsiyasi

Optimallashtirishtolali lazertuzilish

1, kosmik yorug'lik nasosining tuzilishi

Dastlabki tolali lazerlar asosan optik nasos chiqishidan foydalangan,lazerChiqish quvvati past, shuning uchun qisqa vaqt ichida tolali lazerlarning chiqish quvvatini tezda yaxshilash uchun katta qiyinchiliklar mavjud. 1999-yilda tolali lazerlarni tadqiq qilish va rivojlantirish sohasidagi chiqish quvvati birinchi marta 10 000 vattdan oshdi, tolali lazerning tuzilishi asosan optik ikki tomonlama nasosdan foydalanish, rezonator hosil qilishdan iborat bo'lib, tolali lazerning qiyalik samaradorligini o'rganish bilan 58,3% ga yetdi.
Biroq, tolali lazerlarni ishlab chiqish uchun tolali nasos nuri va lazer ulash texnologiyasidan foydalanish tolali lazerlarning chiqish quvvatini samarali ravishda oshirishi mumkin bo'lsa-da, lekin shu bilan birga murakkablik mavjud bo'lib, bu optik linzalarning optik yo'lni qurishiga yordam bermaydi, lazerni optik yo'lni qurish jarayonida harakatlantirish kerak bo'lgandan so'ng, optik yo'lni ham qayta sozlash kerak bo'ladi, bu esa optik nasos strukturasi tolali lazerlarining keng qo'llanilishini cheklaydi.

2, to'g'ridan-to'g'ri osilator tuzilishi va MOPA tuzilishi

Elyaf lazerlarining rivojlanishi bilan qoplamali quvvat stripperlari asta-sekin linza komponentlarini almashtirdi, bu esa tola lazerlarining rivojlanish bosqichlarini soddalashtirdi va bilvosita tola lazerlarining texnik xizmat ko'rsatish samaradorligini oshirdi. Ushbu rivojlanish tendentsiyasi tola lazerlarining asta-sekin amaliyligini anglatadi. To'g'ridan-to'g'ri osilator tuzilishi va MOPA tuzilishi bozorda tola lazerlarining eng keng tarqalgan ikkita tuzilishi hisoblanadi. To'g'ridan-to'g'ri osilator tuzilishi shundan iboratki, panjara tebranish jarayonida to'lqin uzunligini tanlaydi va keyin tanlangan to'lqin uzunligini chiqaradi, MOPA esa panjara tomonidan tanlangan to'lqin uzunligini urug'lik nuri sifatida ishlatadi va urug'lik nuri birinchi darajali kuchaytirgich ta'sirida kuchaytiriladi, shuning uchun tola lazerining chiqish quvvati ham ma'lum darajada yaxshilanadi. Uzoq vaqt davomida MPOA tuzilishiga ega tola lazerlari yuqori quvvatli tola lazerlari uchun afzal ko'rilgan tuzilma sifatida ishlatilgan. Biroq, keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ushbu strukturadagi yuqori quvvatli chiqish tolali lazer ichidagi fazoviy taqsimotning beqarorligiga olib kelishi mumkin va chiqish lazerining yorqinligi ma'lum darajada ta'sirlanadi, bu ham yuqori quvvatli chiqish effektiga bevosita ta'sir qiladi.

Nasos texnologiyasining rivojlanishi bilan

Dastlabki ytterbiy bilan qo'shilgan tolali lazerning nasos to'lqin uzunligi odatda 915 nm yoki 975 nm ni tashkil qiladi, ammo bu ikki nasos to'lqin uzunligi ytterbiy ionlarining yutilish cho'qqilaridir, shuning uchun u to'g'ridan-to'g'ri nasos deb ataladi, kvant yo'qotishi tufayli to'g'ridan-to'g'ri nasos keng qo'llanilmagan. Ichida nasos texnologiyasi to'g'ridan-to'g'ri nasos texnologiyasining kengaytmasi bo'lib, unda nasos to'lqin uzunligi va uzatuvchi to'lqin uzunligi o'rtasidagi to'lqin uzunligi o'xshash va ichkida nasosning kvant yo'qotish tezligi to'g'ridan-to'g'ri nasosga qaraganda kichikroq.

Yuqori quvvatli tolali lazertexnologiyani rivojlantirishdagi to'siq

Garchi tolali lazerlar harbiy, tibbiyot va boshqa sohalarda yuqori qo'llanilish qiymatiga ega bo'lsa-da, Xitoy qariyb 30 yillik texnologik tadqiqotlar va ishlanmalar orqali tolali lazerlarning keng qo'llanilishini ilgari surdi, ammo agar siz tolali lazerlarni yuqori quvvat ishlab chiqarishga qodir qilishni istasangiz, mavjud texnologiyada hali ham ko'plab to'siqlar mavjud. Masalan, tolali lazerning chiqish quvvati bitta tolali bitta rejimli 36,6 kVt ga yetishi mumkinmi; nasos quvvatining tolali lazer chiqish quvvatiga ta'siri; termal linzalarning tolali lazerning chiqish quvvatiga ta'siri.

Bundan tashqari, tolali lazerning yuqori quvvatli texnologiyasini tadqiq qilishda ko'ndalang rejimning barqarorligi va fotonlarning qorayish effekti ham hisobga olinishi kerak. Tadqiqot natijasida ko'ndalang rejimning beqarorligining ta'sir omili tolaning isishi ekanligi aniq bo'ldi va fotonlarning qorayish effekti asosan tolali lazer uzluksiz yuzlab vatt yoki bir necha kilovatt quvvat chiqarganda, chiqish quvvati tez pasayish tendentsiyasini ko'rsatishini va tolali lazerning uzluksiz yuqori quvvatli chiqishida ma'lum darajada cheklovlar mavjudligini anglatadi.

Fotonlarning qorayish effektining aniq sabablari hozircha aniq aniqlanmagan bo'lsa-da, ko'pchilik odamlar kislorod nuqsoni markazi va zaryad uzatishning yutilishi fotonlarning qorayish effektining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin, deb hisoblashadi. Ushbu ikki omil bo'yicha fotonlarning qorayish effektini inhibe qilishning quyidagi usullari taklif qilinadi. Masalan, alyuminiy, fosfor va boshqalar, zaryad uzatishning yutilishining oldini olish uchun optimallashtirilgan faol tola sinovdan o'tkaziladi va qo'llaniladi, maxsus standart 3 kVt quvvat chiqishini bir necha soat davomida va 1 kVt quvvatni 100 soat davomida barqaror saqlashdir.