Yüksek güçlü sürekli tülyum katkılı fiber lazerlerin karşılaştığı zorluklar

Yüksek güçlü sürekli tülyum katkılı fiber lazerlerin karşılaştığı zorluklar Son yirmi yılda, sürekli tülyum katkılı fiber lazerlerin çıkış gücü önemli ölçüde arttı. Tek bir tamamen fiber osilatörün çıkış gücü 500 W'ı aştı; tamamen fiberden oluşan MOPA yapısı kilovatlık bir çıkış gücüne ulaştı. Ancak, güçte daha fazla gelişmeyi kısıtlayan birçok sorun hâlâ mevcut.

Öncelikle güç arttığında sistem büyük miktarda ısı üretecektir, bu da çıkış gücü artışını ve lazerin kararlılığını ciddi şekilde etkileyecek, hatta lazerin zarar görmesine neden olabilecektir. Bu nedenle etkili ısı dağıtımı çok önemlidir. Çok aşamalı amplifikasyon yapısı kullanılarak sistemin ısı dağılımı etkili bir şekilde dağıtılabilir ve termal yönetim üzerindeki baskı azaltılabilir. Lazerinkine yakın dalga boyuna sahip bir pompa kaynağının kullanılması kuantum kayıplarını azaltabilir ve ısı üretimini azaltabilir. Ayrıca, metal kaplı optik fiberler gibi iyi ısı dağıtma özelliklerine sahip bazı yeni optik fiberler de termal yönetim için yeni fikirler sunmaktadır.

İkinci olarak, lazer çıkış gücü ne kadar yüksek olursa, optik fiberdeki doğrusal olmayan etkinin güç artışı üzerindeki etkisi o kadar belirgin olur. Bazı yeni geniş modlu alan fotonik kristal fiberleri, doğrusal olmayan etkilerin etkisini etkili bir şekilde azaltabilen daha yüksek doğrusal olmayan eşiklere sahiptir.

Sıcaklık ve doğrusal olmayan etkilerin etkisine ek olarak, 2 μm fiber optik cihazların performansı da çıkış gücündeki iyileşmeyi bir dereceye kadar kısıtlamaktadır. Güç, fiber optik cihazın maksimum gücünü aştığında cihaz hasar görür ve yüksek güç, artan sıcaklığın fiber optik cihazların performansını etkilemesine neden olur.

Bu nedenle, yüksek stabiliteye sahip, yüksek güce dayanıklı optik fiber cihazların geliştirilmesi, tülyum katkılı fiber lazerlerin çıkış gücünü daha da arttırmanın önemli bir yoludur. Ayrıca pompa ışığının kazanç fiberi tarafından soğurulması verimliliği ve pompa kaynağının parlaklığı da güç artışını etkileyen önemli faktörlerdir.

Genel olarak konuşursak, tülyum katkılı fiber lazerlerin çıkış gücünün iyileştirilmesi, etkili sıcaklık kontrolünün sağlanması, yüksek verimli tülyum katkılı fiberlerin geliştirilmesi, doğrusal olmayan etkilerin üstesinden gelinmesi, fiber cihaz performansının iyileştirilmesi, sistem yapısının optimize edilmesi ve pompa kaynağının iyileştirilmesi yönlerinden başlayabilir. parlaklık.