Ipari hírek

Rövid hullámhosszú keskeny vonalszélességű szálas lézer

2021-12-27
A spektrális szintézis technológia esetében a szintetizált lézersugarak számának növelése a szintézisteljesítmény növelésének egyik fontos módja. A szálas lézerek spektrális tartományának bővítése segít növelni a spektrális szintézis lézer résznyalábok számát és növelni a spektrális szintézis teljesítményét [44-45]. Jelenleg az általánosan használt spektrumszintézis tartomány 1050½ ž1072 nm. A keskeny vonalszélességű szálas lézerek hullámhossz-tartományának 1030 nm-re való további kiterjesztése nagy jelentőséggel bír a spektrumszintézis technológia szempontjából. Ezért sok kutatóintézet a rövid hullámhosszú (1040 nm-nél kisebb hullámhosszúságú) keskeny vonalú, széles szálas lézereket vizsgálta. Ez a cikk elsősorban az 1030 nm-es szálas lézerrel foglalkozik, és kiterjeszti a spektrálisan szintetizált lézer részsugár hullámhossz-tartományát 1030 nm-re.
A különböző hullámhosszú szálas lézerek kimeneti jellemzőit elsősorban az erősítő szál abszorpciós spektruma és emissziós spektruma befolyásolja. A rövid hullámhosszú szálas lézereknél a szálas lézerek hagyományos hullámhossz-sávjához (1060½ž1080 nm) képest az erősítő szál abszorpciós keresztmetszete nagyobb. A rövid hullámhosszú lézer könnyen visszanyelődik az erősítő szálban, hogy hosszabb hullámhosszú lézerkimenetet állítson elő, azaz ASE generálódik, ami korlátozza a kimeneti teljesítményét.

2011-ben O. Schmidt, a Jénai Egyetemről egy keskeny vonalszélességű ASE-forrást használt magfényként az erősítéshez. A magforrás szerkezetét a 21. ábra mutatja. Két rácsot használnak a vetőmag vonalszélességének szabályozására 12 órakor, a mag kimenő teljesítménye 400 mW, a középső hullámhossz pedig 1030 nm. A magforrás felerősítése két szakaszban történik. Az első fokozat 40/200-as fotonikus kristályszálat használ, a második fokozat pedig 42/500-as fotonikus kristályszálat. A végső kimeneti teljesítmény 697 W, a sugárminőség M2=1,34 [46].


2016-ban Nader A. Naderi, az Amerikai Légierő Laboratóriumának munkatársa 1030 nm-en modulált PRBS jelű egyfrekvenciás lézert használt magforrásként. A magforrás spektrális vonalszélessége 3,5 GHz volt, majd ezt egy erősítő fokozattal felerősítették. A kísérleti berendezést a 22. ábra mutatja. A rendszer az 1030 nm-es sáv lézerkimeneti teljesítményét 1034 W-ra növeli, a spektrális vonalszélesség 11 óra, az erősítő fokozat kimeneti hatásfoka 80%, az ASE elnyomási arány akár 40 dB, a sugár minősége pedig M2 = 1,1-1,2. A kísérletben az SBS és ASE hatásokat az erősítő szál hosszának szabályozásával elnyomtuk [47-48].

2014-ben Ye Huang et al. Az egyesült államokbeli Nufern Company kw lézerteljesítménye az 1028½ ž1100 nm hullámhossz-tartományban volt [49]. A kísérletben elsősorban az 1028 nm-es és az 1100 nm-es lézereket vizsgálták, az eredményeket pedig az 1064 nm-es lézerekkel hasonlították össze. Azt találtuk, hogy a hagyományos sávos szálas lézerekhez képest mind a rövid, mind a hosszú hullámhosszú szálas lézerek ASE hatása jelentősen megnőtt. Végül az ASE hatás elnyomása után 1215 W-os egymódusú lézerkimenetet értek el az 1028 nm-es sávban, és az optikai hatásfok 75% volt.

2016-ban az amerikai Roman Yagodkin et al. fázismodulációt végzett magforrásként egyfrekvenciás lézeren. Az erősítés után >1,5 kW lézerteljesítményt kaptunk. A lézer középső hullámhossz-tartománya 1030 × 1070 nm, a spektrális vonalszélesség pedig <15 GHz[50]. A kimenő spektrum a hullámhosszon a 23. ábrán látható. A spektrumból látható, hogy a rövid hullámhosszú lézerspektrum ASE elnyomási aránya körülbelül 15 dB-lel alacsonyabb, mint a lézeré 1064 nm közelében. 2017-ben az US IPG Company fázismodulációt hajtott végre az 1030 nm-es egyfrekvenciás lézeren, hogy a spektrumot 20 GHz-re bővítse. Egy háromfokozatú előerősítő fokozat után a kimenő teljesítmény elérte a 15-20 W-ot, végül a főerősítő fokozat után 2,2 kW volt a kimenő teljesítmény. A rövid hullámhosszú lézerkimenet jelenleg az 1030 nm-es sávú szálas lézer legnagyobb kimeneti teljesítménye [50].
Összefoglalva, az ASE hatás hatására a rövid hullámhosszú, keskeny vonalszélességű szálas lézer maximális kimenő teljesítménye mindössze 2,2 kW, ami a keskeny vonalszélességű szálas lézerhez képest bőven van fejleszthető a tipikus közelében. hullámhossza 1064 nm.

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