Enerġija ogħla, impulsi iqsar, u luminożità aktar b'saħħitha huma l-insegwiment kostanti tal-iżvilupp tat-teknoloġija tal-laser. Fl-applikazzjoni industrijali ta 'lejżers pulsati, impulsi qosra u valuri tal-ogħla livell għandhom impatt importanti fuq l-effett tal-ipproċessar tal-materjal. Meta mqabbel mal-lejżers fi stat solidu, il-lejżers tal-fibra għandhom aktar vantaġġi fil-qawwa medja, iżda huma limitati b'mod sinifikanti fl-ogħla qawwa. Għal żmien twil, il-wisa 'tal-polz tal-lasers tal-polz tal-fibra ġiet limitata għal aktar minn ns, b'valur massimu ta' inqas minn 15kW, u standard ta '100ns 1mJ.
Metodi biex tiżdied l-ogħla qawwa tal-polz
Fis-sekwenza tal-polz tal-lejżer murija fil-FIG1, l-ogħla qawwa hija ugwali għall-enerġija tal-polz diviża bil-wisa 'tal-polz. Għalhekk, taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'enerġija, it-tqassir tal-wisa' tal-polz jista 'jżid ħafna l-ogħla qawwa. Taħt l-istess kundizzjonijiet tal-wisa 'tal-polz, iż-żieda tal-valur massimu tista' żżid l-enerġija tal-polz.
Fost il-lejżers tal-polz solidu bħalissa fis-suq industrijali mainstream, l-enerġija tal-lasers tal-wisa 'tal-polz nanosekondi tista' tilħaq il-livell mJ. Ikkalkulat f'enerġija ta '1mJ u wisa' tal-polz ta '10ns, l-ogħla qawwa tista' tilħaq 100kW. L-enerġija tal-lejżers tal-polz picosecond hija ta 'madwar 300μJ. Ikkalkulat f'10ps, l-ogħla qawwa tista 'tilħaq 30MW. L-enerġija tal-lasers tal-polz femtosecond hija 100μJ u l-wisa 'tal-polz hija 500fs, għalhekk l-ogħla qawwa tilħaq 200MW. B'paragun, l-ogħla qawwa tal-lejżers tal-polz nanosekondi MOPA konvenzjonali hija ta 'madwar 10kW, li hija ferm inqas mill-indikaturi tal-lejżers solidi.
Fatturi li jillimitaw fiż-żieda tal-qawwa massima tal-polz tal-fibra
Il-fatturi ewlenin li jillimitaw jinkludu ħames oġġetti: kapaċità ta 'tagħbija limitata, integrali B limitat, effiċjenza ta' estrazzjoni limitata, kwalità limitata tar-raġġ u stat ta 'polarizzazzjoni limitat. Fl-istess ħin, id-diversi soluzzjonijiet tal-mekkaniżmu fiżiku mogħtija jappartjenu għal livelli ta 'disinn differenti, inklużi: materjal tal-matriċi, qasam tal-modalità miżjuda, struttura tal-modalità ggwidata u struttura tal-polarizzazzjoni jappartjenu għal-livell tad-disinn tal-fibra; L-espansjoni tar-raġġ tal-għatu tat-tarf, l-eċitazzjoni tal-modalità, l-iffiltrar tal-modalità jappartjenu għal-livell tad-disinn tal-apparat; il-mod tal-ippumpjar, il-filtrazzjoni tal-iżolament u l-kontroll tal-polarizzazzjoni jappartjenu għal-livell tad-disinn tal-unità; żieda fil-bandwidth, l-għażla tal-wisa 'tal-polz, l-għażla tal-frekwenza ta' ripetizzjoni u l-allokazzjoni tal-qligħ jappartjenu għal-livell tad-disinn tas-sistema.
Minbarra l-ħames oġġetti ta 'hawn fuq, l-effetti termali li jeħtieġ li jiġu kkunsidrati f'lejżers tal-fibra ta' qawwa għolja kontinwi mhumiex elenkati hawn, minħabba li l-qawwa medja tal-amplifikatur tal-fibra tal-ogħla qawwa li nsegwu hija ferm inqas mill-ambitu fejn it-termali effett jista' jkollu rwol sinifikanti, għalhekk mhux se jiġi diskuss hawn.
Il-kapaċità tat-tagħbija hija limitata mill-intensità tal-laser. Il-mekkaniżmu fiżiku jinkludi ħsara fil-ġisem u ħsara fil-wiċċ. Fost dawn, il-ħsara fil-wiċċ tista 'tiġi evitata bit-teknoloġija tal-capping tat-tarf, u l-ħsara tal-ġisem hija limitata mill-karatteristiċi tal-materjal tal-matriċi tal-fibra, li huwa l-fattur li jillimita l-limitu. Tipikament, il-limitu tal-intensità tad-dawl huwa ta 'madwar 4.75kW/μm2. Għal dijametru tal-qasam tal-mod ta '50μm, il-limitu tal-qawwa tal-ħsara korrispondenti jilħaq 9.3MW, li huwa ferm ogħla mil-livell tal-ogħla qawwa attwali tal-qalba tal-laser tal-fibra tal-polz u ogħla mill-qawwa tal-limitu li tiffoka waħedha. Għalhekk, il-ħsara tal-ġisem mhijiex problema li jeħtieġ li tiġi kkunsidrata fil-preżent.
L-effiċjenza tal-estrazzjoni hija prinċipalment limitata mill-amplifikazzjoni tal-emissjoni spontanja (ASE), id-distribuzzjoni tal-gwadann tal-amplifikatur b'ħafna stadji, u ċ-ċiklu tad-dazju tal-polz fi ħdan l-istadju. Speċjalment taħt il-kundizzjoni ta 'amplifikazzjoni tal-polz qasir sub-nanosecond, ASE jillimita direttament iż-żieda tal-enerġija tal-polz u l-ogħla qawwa. Madankollu, il-limitazzjoni ta 'ASE tista' tiġi mrażżna billi jiġu ddisinjati b'mod razzjonali amplifikaturi f'diversi stadji, jiġu ottimizzati d-distribuzzjoni tal-gwadann bejn l-istadji u metodi ta 'ippumpjar, u jitnaqqas il-komponent ASE trażmess għall-istadju sussegwenti permezz ta' filtrazzjoni spettrali u filtrazzjoni akusto-ottika. Id-distribuzzjoni raġonevoli tal-qligħ bejn l-istadji tista 'wkoll tgħin biex irażżan il-problemi ta' saturazzjoni tal-qligħ tal-polz u tikseb forom tal-mewġ tal-polz aktar perfetti.
Il-kwalità tar-raġġ hija limitata u mkejla mill-fattur tal-kwalità tar-raġġ M2. Biex tikseb l-output tal-modalità fundamentali, il-ħaġa prinċipali hija li tiżgura tħaddim b'modalità waħda jew ftit mod permezz tad-disinn tal-istruttura tal-modalità tal-gwida tal-mewġ ottiku. Fuq din il-bażi, il-kontroll tal-eċitazzjoni tal-modalità matul il-fużjoni ta 'fibri ta' dijametru tal-qalba differenti u metodi ta 'filtrazzjoni tal-mod bħall-istralċ tal-fibra jintużaw biex itejbu l-kwalità tar-raġġ. Fil-preżent, il-fibra ottika konvenzjonali li tista 'tiggarantixxi produzzjoni ta' kwalità għolja tar-raġġ hija 30/250, u l-qalba ta 'fibri ottiċi speċjali bħal kristalli fotoniċi tista' tiġi estiża għal madwar 100μm. Dan id-daqs tal-qasam tal-modalità għadu żgħir wisq meta mqabbel mad-daqs tal-post fil-livell tal-millimetru tal-lejżers industrijali tal-istat solidu. Ħafna effetti mhux lineari msemmija aktar tard huma relatati mal-integral B, li hija inversament proporzjonali għaż-żona tal-qasam tal-modalità.
L-istat tal-polarizzazzjoni huwa limitat u mkejjel mill-grad ta 'polarizzazzjoni. Il-mekkaniżmu fiżiku huwa prinċipalment il-karatteristiċi tal-polarizzazzjoni tal-waveguide tal-fibra ottika. F'fibri ottiċi b'kisja doppja ordinarji, dawl polarizzat lineari se jiddepolarizza, u l-grad ta 'depolarizzazzjoni huwa sensittiv għall-liwi u parametri ambjentali, li jagħmilha diffiċli biex tinżamm output stabbli tal-istat tal-polarizzazzjoni. Taħt l-istess kundizzjonijiet, il-limitu massimu tal-qawwa tad-dawl polarizzat huwa ġeneralment nofs dak tad-dawl mhux polarizzat, minħabba li d-dawl mhux polarizzat jista 'jiġi dekompost f'żewġ komponenti ta' dawl ortogonali mhux polarizzat.
L-effetti mhux lineari tat-tielet ordni f'fibri ottiċi jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: wieħed huwa l-effett ta 'modulazzjoni tal-indiċi refrattiv indott mill-intensità tad-dawl, inkluż modulazzjoni awto-fażi (SPM), modulazzjoni trans-fażi (XPM), instabbiltà tal-modulazzjoni (MI) , taħlit ta 'erba' mewġ (FWM) u awto-fokus (SF); l-ieħor huwa l-effett tat-tifrix tad-dawl inelastiku, li jinvolvi l-iskambju tal-enerġija bejn il-fotoni u l-vibrazzjoni tal-kannizzata tal-materjal tal-matriċi, inkluż it-tifrix Brillouin stimulat (SBS) u t-tifrix Raman stimulat (SRS).
Fosthom, l-ogħla limitu jiddependi fuq il-limitu li jiffoka waħdu, li huwa madwar 4MW għal materjali tal-fibra ottika. Taħt il-limitu li jiffoka waħdu, it-tifrix Raman stimulat huwa l-iktar limitazzjoni importanti, minħabba li ċ-ċaqliq tal-frekwenza spettrali tad-dawl Raman meta mqabbel mad-dawl tal-frekwenza fundamentali huwa għoli daqs 60nm. Komponenti Raman għoljin wisq se jaffettwaw serjament il-funzjoni tal-kristall manjeto-ottiku iżolatur u se jikkawżaw ukoll aberrazzjoni kromatika kbira għal-lenti. Il-figura turi l-evoluzzjoni tal-filamentazzjoni li tiffoka waħedha ġġenerata meta l-ogħla qawwa fil-fibra ottika taqbeż il-limitu li jiffoka waħdu.
L-indirizz tagħna
B-1507 Ruiding Mansion,No.200 Zhenhua Rd,Distrett Xihu
Numru tat-Telefon
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
