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 10 000 vattni buzdi, tolali lazerning tuzilishi asosan optik ikki tomonlama nasosdan foydalanish bo'lib, rezonator hosil qiladi, tolali lazerning nishab samaradorligini tekshirish bilan 58,3% ga etdi.
Biroq, tolali lazerlarni ishlab chiqish uchun tolali nasosli yorug'lik va lazerni ulash texnologiyasidan foydalanish tolali lazerlarning chiqish quvvatini samarali yaxshilashi mumkin bo'lsa-da, lekin shu bilan birga optik yo'lni qurish uchun optik linzalarga yordam bermaydigan murakkablik mavjud bo'lsa-da, optik yo'lni qurish jarayonida lazerni siljitish kerak bo'lganda, optik yo'lni ham qayta tiklash kerak bo'ladi, optik tolali tuzilmalarning 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 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 'yorug'ligi sifatida ishlatadi va birinchi darajali kuchaytirgich ta'sirida chigit nuri kuchayadi, shuning uchun tolali lazerning chiqish quvvati ham ma'lum bir matnga 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 yuqori quvvatli chiqish effektiga bevosita ta'sir qiladi.

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 rivojlantirish bo'yicha to'siq

Tolali lazerlar harbiy, tibbiyot va boshqa sohalarda yuqori qo'llaniladigan qiymatga ega bo'lsa-da, Xitoy qariyb 30 yillik texnologiya tadqiqotlari va rivojlanishi orqali tolali lazerlarni keng qo'llashni rag'batlantirdi, ammo agar siz tolali lazerlarni yuqori quvvatga ega qilishni istasangiz, mavjud texnologiyada hali ham ko'plab to'siqlar mavjud. 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 tez pasayish tendentsiyasini ko'rsatishi va tolaning uzluksiz yuqori quvvat chiqishida ma'lum darajada cheklash mavjudligi aniq.

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.