Yuqori quvvatli tolali lazerlarning texnik evolyutsiyasi

Yuqori quvvatli tolali lazerlarning texnik evolyutsiyasi

ni optimallashtirishtolali lazertuzilishi

1, kosmik yorug'lik pompasi tuzilishi

Dastlabki tolali lazerlar asosan optik nasos chiqishidan foydalangan,lazerchiqishi, uning chiqish quvvati past, qisqa vaqt ichida tolali lazerlarning chiqish quvvatini tez yaxshilash uchun katta qiyinchilik mavjud. 1999 yilda tolali lazer tadqiqot va ishlab chiqish maydonining chiqish quvvati birinchi marta 10000 vattni buzdi, tolali lazerning tuzilishi asosan tolaning nishab samaradorligini o'rganish bilan rezonator hosil qiluvchi optik ikki tomonlama nasosdan foydalanishdan iborat. lazer 58,3% ga yetdi.
Biroq, tolali lazerlarni ishlab chiqish uchun tolali nasos nuri va lazerni ulash texnologiyasidan foydalanish tolali lazerlarning chiqish quvvatini samarali ravishda yaxshilashi mumkin bo'lsa-da, lekin ayni paytda optik yo'lni qurish uchun optik linzalarga mos kelmaydigan murakkablik mavjud. optik yo'lni qurish jarayonida lazerni ko'chirish kerak bo'lgandan so'ng, optik yo'lni ham qayta sozlash kerak, bu esa optik nasos strukturasi tolali lazerlarning keng qo'llanilishini cheklaydi.

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

Elyaf lazerlarining rivojlanishi bilan, qoplamali quvvatni yo'q qilish moslamalari asta-sekin linza qismlarini almashtirib, tolali lazerlarning rivojlanish bosqichlarini soddalashtirdi va bilvosita tolali lazerlarning xizmat ko'rsatish samaradorligini oshirdi. Ushbu rivojlanish tendentsiyasi tolali lazerlarning bosqichma-bosqich amaliyligini anglatadi. To'g'ridan-to'g'ri osilator tuzilishi va MOPA tuzilishi bozorda tolali lazerlarning eng keng tarqalgan ikkita tuzilishidir. To'g'ridan-to'g'ri osilatorning 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 'yorug'ligi sifatida ishlatadi va urug' nuri birinchi ta'siri ostida kuchayadi. -darajali kuchaytirgich, shuning uchun tolali lazerning chiqish quvvati ham ma'lum darajada yaxshilanadi. Uzoq vaqt davomida MPOA tuzilmasi bo'lgan tolali lazerlar yuqori quvvatli tolali lazerlar uchun afzal tuzilma sifatida ishlatilgan. Biroq, keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ushbu strukturadagi yuqori quvvatli ishlab chiqarish tolali lazer ichidagi fazoviy taqsimotning beqarorligiga olib kelishi oson va chiqish lazerining yorqinligi ma'lum darajada ta'sir qiladi, bu ham bevosita ta'sir qiladi. yuqori quvvatli chiqish effekti bo'yicha.

Nasos texnologiyasining rivojlanishi bilan

Erta ytterbium-doped tolali lazerning nasos to'lqin uzunligi odatda 915nm yoki 975nm ni tashkil qiladi, lekin bu ikki nasos to'lqin uzunligi ytterbium ionlarining yutilish cho'qqilari hisoblanadi, shuning uchun u to'g'ridan-to'g'ri nasos deb ataladi, kvant yo'qolishi tufayli to'g'ridan-to'g'ri nasos keng qo'llanilmagan. In-band 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 tarmoqli nasosning kvant yo'qotish darajasi to'g'ridan-to'g'ri nasosga qaraganda kichikroq.

Yuqori quvvatli tolali lazertexnologiyani ishlab chiqishda qiyinchiliklar

Tolali lazerlar harbiy, tibbiyot va boshqa sohalarda yuqori qo'llaniladigan qiymatga ega bo'lsa-da, Xitoy qariyb 30 yillik texnologiya tadqiqotlari va ishlanmalari orqali tolali lazerlarni keng qo'llashni targ'ib qildi, ammo agar siz tolali lazerlarni yuqori quvvatga ega bo'lishini istasangiz, hali ham mavjud. mavjud texnologiyada ko'plab to'siqlar. Misol uchun, tolali lazerning chiqish quvvati bitta tolali bir rejimli 36,6KVtga yetishi mumkinmi; Nasos quvvatining tolali lazer chiqish quvvatiga ta'siri; Termal linzalar ta'sirining tolali lazerning chiqish quvvatiga ta'siri.

Bundan tashqari, tolali lazerning yuqori quvvatli ishlab chiqarish texnologiyasini tadqiq qilish, shuningdek, transvers rejimning barqarorligini va foton qorayish effektini hisobga olishi kerak. Tekshiruv natijasida ko'ndalang rejimning beqarorligining ta'sir etuvchi omili tolaning isishi ekanligi va fotonni qorayish effekti, asosan, tolali lazer yuzlab vatt yoki bir necha kilovatt quvvatni doimiy ravishda chiqarganda, chiqish quvvati ko'rsatishi aniq. tez pasayish tendentsiyasi va tolali lazerning uzluksiz yuqori quvvat chiqishida ma'lum darajada cheklov mavjud.

Foton qorayish effektining o'ziga xos sabablari hozirda aniq belgilanmagan bo'lsa-da, ko'pchilik kislorod nuqsoni markazi va zaryad o'tkazuvchanligini yutish foton qorayish effektining paydo bo'lishiga olib kelishi mumkinligiga ishonishadi. Ushbu ikki omil bo'yicha foton qorayish effektini inhibe qilishning quyidagi usullari taklif etiladi. Alyuminiy, fosfor va boshqalar kabi zaryad o'tkazuvchanligini singdirmaslik uchun, keyin optimallashtirilgan faol tolalar sinovdan o'tkaziladi va qo'llaniladi, o'ziga xos standart bir necha soat davomida 3 kVt quvvat ishlab chiqarishni saqlab turish va 100 soat davomida 1 kVt quvvatni barqaror saqlashdir.