• burua_pankarta_01

BWT-k antolamendu espazial trinkoaren teoria (DSBC) proposatu du eta DSBCren zuzentasuna egiaztatu du kilowatt-mailako ponpa iturriaren esperimentuaren bidez.Gaur egun, hodi bakar baten potentzia 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad-era igo da eta eraginkortasun elektro-optikoa % 60 da, eta horrek potentzia handiko ponpa-iturria zuntz-irteerarekin batera mantentzea ahalbidetzen du. distira irteera bolumena murrizten den bitartean, posible da pisua murriztea eta bihurtze elektro-optikoa eraginkortasuna hobetzea.

Uneko txipa erabiliz, BWT-k, hurrenez hurren, 135μm-ko nukleoaren diametroa duen ponpa-iturria egin du NA0.22 zuntz-akoplatutako irteera 420W uhin-luzera 976nm-an blokeatuta, kalitatea ≈ 500g-koa;eta 220μm-ko NA0.22 zuntz akoplatutako nukleoaren diametroa 1000W uhin-luzera bakarra 976nm (edo 915nm), kalitatea ≈ 400g ponpa iturria.

Etorkizunean, txip erdieroaleen distira eta eraginkortasun elektro-optikoaren hobekuntzarekin, potentzia handiko ponpa iturri arinak eta potentzia handikoak paper ordezkaezina izango dute bolumen txikiko potentzia handiko zuntz laser argi iturrien fabrikazioan, eta garapena aktiboki sustatuko dute. aplikazio industrialak.

Sarrera
Zuntz laserrak azkar hazi dira izpien kalitate bikainagatik eta potentzia hedatzeko gaitasun malguagatik (zuntz konbinatzaileak).Azken urteotan, modu bakarreko zuntz bakarreko zuntz laserrak TMI (zeharkako modua ezegonkortasuna) eta SRS efektuek mugatzen dituzte, eta erdieroaleen zuzeneko ponpaketa zuntz laser osziladoreen potentzia 5kWra mugatzen da.
[1].Laser anplifikadorea ere 10kW-tan gelditzen da
[2].Irteerako potentzia nukleoaren diametroa behar bezala handituz handitu daitekeen arren, irteerako habearen kalitatea ere -1 jaisten da.Hala ere, erdieroaleen ponpa iturrien distira hobetzeko eskaria premiazkoa da oraindik.
Industria prozesatzeko aplikazioetan habe-kalitatearen baldintzak ez dira zertan modu bakarrekoak izan.Zuntz bakarreko potentzia handitzeko, ordena baxuko modu batzuk onartzen dira.Orain arte, 5 kW baino gehiagoko 976 nm-ko ponpaketa batean oinarritutako zuntz bakarreko eta habe-konbinatutako modu anitzeko laser argi iturriak Loteen aplikazioekin (batez ere metalezko materialak ebaki eta soldatzea), dagozkion potentzia handiko ponpa iturrien ekoizpena. batch-eskala ere bada.
Txikiagoa, arinagoa eta egonkorragoa
BPP txip erdieroalearen eta ponparen iturriaren distiraren arteko erlazioa
Duela hiru urte, 9xxnm-ko txip-en distira 3W/mm*mrad@12W-100μm bande-zabalera eta 2W/mm*mrad@18W-200μm-ko banda zabalera zen gehienbat.Horrelako txipetan oinarrituta, BWT-k 600W eta 1000W 200μm NA0.22 zuntz-akoplatutako irteera-1 lortzen ditu.
Gaur egun, 9xxnm txipen distira 3.75W/mm*mrad@15W-100μm banda zabalera eta 3W/mm*mrad@30W-230μm banda zabalera lortu du, eta eraginkortasun elektro-optikoa, funtsean, %60 inguruan mantentzen da.
[6] antolamendu espazial trinkoaren teoriaren arabera, % 78ko zuntz akoplamenduaren batez besteko efizientziaren arabera kalkulatzen da (laser igorpena txiptik zuntz akoplamendurako irteerara: uhin-luzera bakarreko izpi espaziala konbinatzea eta polarizazio izpiaren konbinazioa VBG gabe), eta txipak potentziarik handienarekin funtzionatzen duela suposatzen da (BPP txipa desberdina da korronte desberdinetan), honela osatu dugu datu-mapa:

altua (1)

* Txiparen distira VS Nukleoaren Diametro Desberdinaren Zuntz Akoplamenduaren Irteerako Potentzia

Goiko irudian aurki daiteke zuntz jakin batek (nukleoaren diametroa eta NA finkoa) potentzia-akoplamendu-irteera espezifikoa lortzen duenean, distira ezberdina duten txipetarako, txip kopurua desberdina da eta ponparen iturriaren bolumena eta pisua. desberdinak ere badira.Zuntz-laseraren ponpaketa-eskakizunetarako, goiko txipekin egindako ponpa-iturria distira desberdina hautatzen bada, potentzia bereko zuntz-laseraren pisua eta bolumena guztiz desberdinak dira eta ura hozteko sistemaren konfigurazioa ere bada. nahiko ezberdina.
Eraginkortasun handia, tamaina txikia eta pisu arina dira etorkizuneko laser argi iturrien (diodo laserrak, egoera solidoko laserrak edo zuntz laserrak) garatzeko joera saihestezinak, eta erdieroaleen txip distira, eraginkortasuna eta potentziak paper erabakigarria dute horretan. .
Arina, distira handikoa, potentzia handiko ponpa iturria
Zuntz-konbinatzailera egokitzeko, zuntz-zehaztapen arruntak hautatu ditugu: 135μm NA0.22 eta 220μm NA0.22.Bi ponpa iturrien diseinu optikoak antolamendu espazial trinkoa eta polarizazio izpien konbinazioa hartzen ditu.
Horien artean, 420WLD-k 3.75W/mm*mrad@15W txipa eta 135μm NA0.22 zuntza hartzen ditu eta VBG uhin-luzeraren blokeoa du, %30-100eko potentzia-uhinen blokeoaren baldintzak betetzen dituena eta eraginkortasun elektrooptikoa %41ekoa da. .LD gorputza aluminiozko aleaziozko materialez eta sandwich-egituraz egina dago [5].Goiko eta beheko txipak ura hozteko kanala partekatzen dute, eta horrek espazioaren erabilera hobetzen du.Argi-puntuen antolamendua, espektroa eta potentzia-irteera (potentzia zuntzean) irudian ageri dira:

altua (2)
*420W@135μm NA0.22 LD

Tenperatura altuko eta baxuko talka eta bibrazio probak egiteko 6 LD aukeratu ditugu.Proba datuak honako hauek dira:

altua (3)
*Tenperatura altuko eta baxuko eraginaren proba

altua (4)
*Bibrazio proba

1000WLD-k 3W/mm*mrad@30W txipa eta 220μm NA0.22 zuntza hartzen ditu, 915nm eta 976nm zuntz-akoplatutako 1000W-ko irteera lortzen duena hurrenez hurren, eta eraginkortasun elektrooptikoa % 44koa da.LD gorputza ere aluminiozko aleaziozko materialez egina dago.Potentzia-masa erlazio handiagoa lortzeko, LD oskola sinplifikatu egin da, egitura-indarra bermatzeko baldintzapean.LD kalitatea, spot antolamendua eta irteerako potentzia (potentzia zuntzean) hauek dira:

altua (5)
*1000W@220μm NA0.22 LD

Ponparen iturriaren fidagarritasuna hobetzeko, akoplamenduaren amaierako zuntzak kuartzozko muturreko fusioa eta estaldura argia iragazteko teknologia hartzen du, eta horrek ponpa iturritik kanpoko zuntzaren tenperatura giro-tenperaturatik gertu egiten du.Sei 976nmLD aukeratu ziren tenperatura altuko eta baxuko talka eta bibrazio probetarako.Proben emaitzak honako hauek dira:

altua (6)
*Tenperatura altuko eta baxuko eraginaren proba
*Tenperatura altuko eta baxuko eraginaren proba

altua (7)
*Bibrazio proba

Ondorioa
Distira handiko irteera lortzea eraginkortasun elektrooptikoaren kaltetan da, hau da, irteerako potentzia handiena eta eraginkortasun elektrooptiko handiena ezin dira lortu aldi berean, txiparen distira eta akoplamenduaren maiztasun normalizatuaren arabera zehazten dena. zuntz.Hodi bakarreko habe espazialean teknologia konbinatuz, distira eta eraginkortasuna dira beti aldi berean lortu ezin diren helburuak.Eraginkortasun elektrooptikoaren eta potentziaren oreka aplikazio zehatzaren arabera zehaztu behar da.

Erreferentziak
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Multi-kW performance analysis of Yb-doped monolithic single-mode anplifier and oscillator setup", Fiber Lasers XVI: Technology and Systems (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, "Diffraction Limited Ultra-High-Power Fiber Lasers," Advanced Solid-state Photonics (2010).
[3] Haoxing Lin, Li Ni, Kun Peng, et al, "Txinan etxean ekoitzitako YDF dopatutako zuntz laserrak 20 kW-ko irteera lortu zuen zuntz bakar batetik", Chinese Journal of Lasers, 48 ​​(09), (2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Homemade 10-kW Ytterbium-Doped Aluminophosphosilicate Fiber for Tandem Pumping", Chinese Journal of Lasers, 47 (3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W distira handiko diodo laser ponpaketa iturria", Spie Laser,1008603, (2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "High brightness KW-class direct diodo laser", Potentzia handiko Diodo Laser Teknologia XVI, Potentzia handiko Diodo Laser Teknologia XVI, (2018).
2003an sortua, BWT laser irtenbide global zerbitzu hornitzailea da."Let the Dream Drive the Light" misioarekin eta "Outstanding Innovation" balioekin, konpainiak laser produktu hobeak sortzeko eta diodo laserrak, zuntz laserrak, laser ultraazkarrak produktuak eta bezero globalei irtenbideak eskaintzeko konpromisoa hartu du.Orain arte, 10 milioi BWT laser baino gehiago egonkor martxan daude sarean mundu osoko 70 herrialde eta eskualde baino gehiagotan.


Argitalpenaren ordua: 2022-05-11