BWT-მ შემოგვთავაზა მკვრივი სივრცითი მოწყობის თეორია (DSBC) და გადაამოწმა DSBC-ის სისწორე კილოვატის დონის ტუმბოს წყაროს ექსპერიმენტით.ამჟამად, ერთი მილის სიმძლავრე გაიზარდა 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad და ელექტროოპტიკური ეფექტურობა არის >60%, რაც საშუალებას აძლევს მაღალი სიმძლავრის ტუმბოს წყაროს ბოჭკოს გამომავალთან ერთად შეინარჩუნოს მაღალი. სიკაშკაშის გამომავალი მოცულობის შემცირებისას, შესაძლებელია წონის შემცირება და ელექტრო-ოპტიკური კონვერტაციის ეფექტურობის გაუმჯობესება.
მიმდინარე ჩიპის გამოყენებით BWT-მ შესაბამისად გააცნობიერა ტუმბოს წყარო ბირთვის დიამეტრით 135μm NA0.22 ბოჭკოვანი დაწყვილებული გამომავალი 420W ტალღის სიგრძით ჩაკეტილი 976nm-ზე, ხარისხი ≈ 500g;და ბირთვის დიამეტრი 220μm NA0.22 ბოჭკოვანი დაწყვილებული გამომავალი 1000W ერთი ტალღის სიგრძე 976nm (ან 915nm), ხარისხის ≈ 400g ტუმბოს წყარო.
სამომავლოდ, ნახევარგამტარული ჩიპის სიკაშკაშისა და ელექტროოპტიკური ეფექტურობის გაუმჯობესებით, მსუბუქი და მაღალი სიმძლავრის ტუმბოს წყაროები შეუცვლელ როლს შეასრულებენ მცირე მოცულობის მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერული სინათლის წყაროების წარმოებაში და აქტიურად შეუწყობენ ხელს განვითარებას. სამრეწველო აპლიკაციებიდან.
შესავალი
ბოჭკოვანი ლაზერები სწრაფად გაიზარდა მათი შესანიშნავი სხივის ხარისხისა და მოქნილი სიმძლავრის გაფართოების შესაძლებლობების გამო (ბოჭკოვანი კომბინატორები).ბოლო წლებში, ერთრეჟიმიანი ერთბოჭკოვანი ბოჭკოვანი ლაზერები შეზღუდულია TMI (განივი რეჟიმის არასტაბილურობა) და SRS ეფექტებით, ხოლო ნახევარგამტარული პირდაპირი სატუმბი ბოჭკოვანი ლაზერული ოსცილატორების სიმძლავრე შეზღუდულია 5 კვტ-მდე.
[1].ლაზერული გამაძლიერებელი ასევე გაჩერებულია 10 კვტ-ზე
[2].მიუხედავად იმისა, რომ გამომავალი სიმძლავრე შეიძლება გაიზარდოს ბირთვის დიამეტრის სათანადო გაზრდით, გამომავალი სხივის ხარისხი ასევე მცირდება -1.მიუხედავად ამისა, ნახევარგამტარული ტუმბოს წყაროების სიკაშკაშის გაუმჯობესების მოთხოვნა კვლავ აქტუალურია.
მოთხოვნები სხივის ხარისხზე სამრეწველო დამუშავების აპლიკაციებში არ არის აუცილებლად ერთრეჟიმიანი.ერთი ბოჭკოვანი სიმძლავრის გაზრდის მიზნით, დასაშვებია რამდენიმე დაბალი რიგის რეჟიმი.დღემდე, რამდენიმე რეჟიმის ერთბოჭკოვანი და სხივური კომბინირებული მრავალრეჟიმიანი ლაზერული სინათლის წყაროები, რომლებიც დაფუძნებულია 5 კვტ-ზე მეტი სიმძლავრის 976 ნმ ტუმბოზე. ასევე სერიული მასშტაბით.
უფრო პატარა, მსუბუქი და სტაბილური
კავშირი ნახევარგამტარული ჩიპის BPP-სა და ტუმბოს წყაროს სიკაშკაშეს შორის
სამი წლის წინ, 9xxnm ჩიპების სიკაშკაშე ძირითადად იყო 3W/mm*mrad@12W-100μm ზოლის სიგანე და 2W/mm*mrad@18W-200μm ზოლის სიგანეზე.ასეთ ჩიპებზე დაყრდნობით BWT აღწევს 600W და 1000W 200μm NA0.22 ბოჭკოვანი დაწყვილებული გამომავალი-1.
ამჟამად, 9xxnm ჩიპების სიკაშკაშე მიღწეულია 3.75W/mm*mrad@15W-100μm ზოლის სიგანე და 3W/mm*mrad@30W-230μm ზოლის სიგანე, ხოლო ელექტრო-ოპტიკური ეფექტურობა ძირითადად შენარჩუნებულია დაახლოებით 60%.
მკვრივი სივრცითი მოწყობის თეორიის მიხედვით [6], იგი გამოითვლება 78%-იანი ბოჭკოვანი დაწყვილების საშუალო ეფექტურობის მიხედვით (ლაზერის ემისია ჩიპიდან ბოჭკოვან დაწყვილებამდე: ერთტალღოვანი სივრცული სხივის კომბინირება და პოლარიზაციის სხივი VBG-ის გარეშე კომბინირება). და ვარაუდობენ, რომ ჩიპი მუშაობს უმაღლეს სიმძლავრეზე (ჩიპი BPP განსხვავებულია სხვადასხვა დინებაზე), ჩვენ შევადგინეთ მონაცემთა რუკა შემდეგნაირად:
* ჩიპის სიკაშკაშე VS ბირთვის სხვადასხვა დიამეტრის ბოჭკოვანი დაწყვილების გამომავალი სიმძლავრე
ზემოაღნიშნული ფიგურიდან ჩანს, რომ როდესაც გარკვეული ბოჭკო (ბირთის დიამეტრი და NA ფიქსირდება) აღწევს სიმძლავრის დაწყვილების სპეციფიკურ გამომუშავებას, განსხვავებული სიკაშკაშის მქონე ჩიპებისთვის, ჩიპების რაოდენობა განსხვავებულია და ტუმბოს წყაროს მოცულობა და წონა. ასევე განსხვავდებიან.ბოჭკოვანი ლაზერის სატუმბი მოთხოვნებისთვის, თუ ზემოთ ჩამოთვლილი ჩიპებისგან დამზადებული ტუმბოს წყარო განსხვავებული სიკაშკაშით არის შერჩეული, იგივე სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერის წონა და მოცულობა სრულიად განსხვავებულია, ასევე წყლის გაგრილების სისტემის კონფიგურაცია. საკმაოდ განსხვავებული.
მაღალი ეფექტურობა, მცირე ზომა და მსუბუქი წონა არის გარდაუვალი ტენდენციები მომავალი ლაზერული სინათლის წყაროების (დიოდური ლაზერები, მყარი მდგომარეობის ლაზერები თუ ბოჭკოვანი ლაზერები) განვითარებაში, ხოლო ნახევარგამტარული ჩიპების სიკაშკაშე, ეფექტურობა და ძალა მასში გადამწყვეტ როლს თამაშობს. .
მსუბუქი, მაღალი სიკაშკაშე, მაღალი სიმძლავრის ტუმბოს წყარო
ბოჭკოების კომბინატორთან ადაპტაციის მიზნით, ჩვენ შევარჩიეთ ბოჭკოების საერთო სპეციფიკაციები: 135 μm NA0.22 და 220 μm NA0.22.ორი ტუმბოს წყაროს ოპტიკური დიზაინი იღებს მკვრივ სივრცულ მოწყობას და პოლარიზაციის სხივის გაერთიანებას.
მათ შორის, 420WLD იღებს 3.75W/mm*mrad@15W ჩიპს და 135μm NA0.22 ბოჭკოს და აქვს VBG ტალღის სიგრძის ჩაკეტვა, რომელიც აკმაყოფილებს 30-100% სიმძლავრის ტალღის ჩაკეტვის მოთხოვნებს, ხოლო ელექტრო-ოპტიკური ეფექტურობა არის 41%. .LD კორპუსი დამზადებულია ალუმინის შენადნობის მასალისა და სენდვიჩის სტრუქტურისგან [5].ზედა და ქვედა ჩიპები იზიარებენ წყლის გაგრილების არხს, რაც აუმჯობესებს სივრცის გამოყენებას.სინათლის ლაქების განლაგება, სპექტრი და სიმძლავრე (ძალა ბოჭკოში) ნაჩვენებია სურათზე:
*420W@135μm NA0.22 LD
ჩვენ შევარჩიეთ 6 LDs მაღალი და დაბალი ტემპერატურის შოკისა და ვიბრაციის ტესტებისთვის.ტესტის მონაცემები შემდეგია:
*მაღალი და დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების ტესტი
*ვიბრაციის ტესტი
1000WLD იყენებს 3W/mm*mrad@30W ჩიპს და 220μm NA0.22 ბოჭკოს, რომელიც აღწევს 915nm და 976nm ბოჭკოვან დაწყვილებულ გამომუშავებას შესაბამისად 1000W, ხოლო ელექტრო-ოპტიკური ეფექტურობა არის >44%.LD კორპუსი ასევე დამზადებულია ალუმინის შენადნობის მასალისგან.სიმძლავრის მასის უფრო მაღალი თანაფარდობის მისაღწევად, LD ჭურვი გამარტივდა სტრუქტურული სიმტკიცის უზრუნველსაყოფად.LD ხარისხი, წერტილოვანი განლაგება და გამომავალი სიმძლავრე (ძაბვა ბოჭკოში) შემდეგია:
*1000W@220μm NA0.22 LD
ტუმბოს წყაროს საიმედოობის გაუმჯობესების მიზნით, დაწყვილების ბოლო ბოჭკო იყენებს კვარცის ბოლო ქუდის შერწყმას და მოპირკეთების სინათლის ფილტრაციის ტექნოლოგიას, რაც აქცევს ბოჭკოს ტემპერატურას ტუმბოს წყაროს გარეთ ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს.ექვსი 976nmLD შეირჩა მაღალი და დაბალი ტემპერატურის შოკისა და ვიბრაციის ტესტებისთვის.ტესტის შედეგები ასეთია:
*მაღალი და დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების ტესტი
*მაღალი და დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების ტესტი
*ვიბრაციის ტესტი
დასკვნა
მაღალი სიკაშკაშის გამომუშავების მიღწევა ხდება ელექტრო-ოპტიკური ეფექტურობის ხარჯზე, ანუ ერთდროულად ვერ მიიღება უმაღლესი გამომავალი სიმძლავრე და უმაღლესი ელექტროოპტიკური ეფექტურობა, რაც განისაზღვრება ჩიპის სიკაშკაშით და დაწყვილების ნორმალიზებული სიხშირით. ბოჭკოვანი.მრავალ ერთ მილის სივრცულ სხივში, რომელიც აერთიანებს ტექნოლოგიას, სიკაშკაშე და ეფექტურობა ყოველთვის ის მიზნებია, რომელთა მიღწევაც შეუძლებელია ერთდროულად.ელექტროოპტიკური ეფექტურობისა და სიმძლავრის ბალანსი უნდა განისაზღვროს კონკრეტული განაცხადის მიხედვით.
ცნობები
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, “Multi-kW performance analysis of Yb-doped monolithic one-mode amplifier and oscillator setup”, ბოჭკოვანი ლაზერები XVI: ტექნოლოგია და სისტემები (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 და სხვები, „ჩინეთის შიდა წარმოების YDF დოპირებული ბოჭკოვანი ლაზერი მიაღწია 20 კვტ გამომუშავებას ერთი ბოჭკოდან“, ლაზერების ჩინური ჟურნალი, 48(09), (2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, „ხელნაკეთი 10 კვტ იტერბიუმ-დოპირებული ალუმოფოსფოსილიკატური ბოჭკო ტანდემური ტუმბოსთვის“, ლაზერების ჩინური ჟურნალი, 47(3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W მაღალი სიკაშკაშის დიოდური ლაზერული სატუმბი წყარო," Spie Laser,1008603, (2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al., "მაღალი სიკაშკაშის KW კლასის პირდაპირი დიოდური ლაზერი", მაღალი სიმძლავრის დიოდური ლაზერული ტექნოლოგია XVI, მაღალი სიმძლავრის დიოდური ლაზერული ტექნოლოგია XVI, (2018).
დაარსებული 2003 წელს, BWT არის გლობალური ლაზერული გადაწყვეტის სერვისის მიმწოდებელი.მისია "Let the Dream Drive the Light" და "Outstanding Innovation"-ის ღირებულებებით კომპანია მოწოდებულია შექმნას უკეთესი ლაზერული პროდუქტები და უზრუნველყოს დიოდური ლაზერები, ბოჭკოვანი ლაზერები, ულტრასწრაფი ლაზერული პროდუქტები და გადაწყვეტილებები გლობალური მომხმარებლებისთვის.დღემდე, 10 მილიონზე მეტი BWT ლაზერი მუშაობს სტაბილურად ონლაინ რეჟიმში მსოფლიოს 70-ზე მეტ ქვეყანაში და რეგიონში.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-11-2022