BWT wis ngajokaken teori susunan spasial kandhel (DSBC) lan verifikasi bener saka DSBC liwat eksperimen sumber pump tingkat kilowatt.Ing saiki, daya saka tabung siji wis tambah kanggo 15W-30W@BPP≈5-12mm * mrad lan efficiency elektro-optik punika> 60%, kang mbisakake sumber pump-daya dhuwur gegandhengan karo output serat kanggo njaga dhuwur. output padhange nalika ngurangi volume, Sampeyan bisa kanggo ngurangi bobot lan nambah efficiency konversi elektro-optik.
Nggunakake chip saiki, BWT wis mungguh temen maujud sumber pump karo diameteripun inti saka 135μm NA0.22 serat-gandeng output 420W dawa gelombang-dikunci ing 976nm, kualitas ≈ 500g;lan diameteripun inti 220μm NA0.22 serat gegandhengan output 1000W gelombang tunggal 976nm (utawa 915nm), kualitas ≈ 400g sumber pump.
Ing mangsa ngarep, kanthi nambah padhange chip semikonduktor lan efisiensi elektro-optik, sumber pompa sing entheng lan dhuwur bakal duwe peran sing ora bisa diganti ing panyedhiya sumber cahya serat laser kanthi volume cilik, lan bakal aktif ningkatake pembangunan. saka aplikasi industri.
Pambuka
Laser serat wis berkembang kanthi cepet amarga kualitas sinar sing apik banget lan kemampuan ekspansi daya fleksibel (penggabung serat).Ing taun anyar, single-mode single-serat serat laser diwatesi dening TMI (transverse mode kahanan kang ora tetep) lan efek SRS, lan daya semikonduktor langsung pumping serat laser osilator diwatesi kanggo 5kW.
[1].Penguat laser uga mandheg ing 10kW
[2].Sanajan daya output bisa ditambah kanthi nambah diameter inti kanthi tepat, kualitas sinar output uga mudhun -1.Nanging, panjaluk kanggo nambah padhang sumber pompa semikonduktor isih penting.
Syarat kanggo kualitas balok ing aplikasi pangolahan industri ora kudu siji-mode.Kanggo nambah kekuwatan serat tunggal, sawetara mode pesenan sithik diidini.Nganti saiki, sawetara-mode siji-serat lan beam-digabungake multi-mode sumber cahya laser adhedhasar pumping 976nm luwih saka 5kW Kanthi aplikasi kumpulan (utamané nglereni lan welding saka bahan logam), produksi cocog sumber pump daya dhuwur. uga batch-scaled.
Luwih cilik, luwih entheng lan luwih stabil
Hubungan antarane chip semikonduktor BPP lan padhange sumber pump
Telung taun kepungkur, padhange chip 9xxnm biasane ana ing tingkat 3W / mm * mrad @ 12W-100μm jembaré Strip & 2W / mm * mrad @ 18W-200μm jembaré Strip.Adhedhasar chip kasebut, BWT entuk 600W lan 1000W 200μm NA0.22 serat-gandeng output-1.
Ing saiki, padhange Kripik 9xxnm wis ngrambah 3.75W / mm * mrad @ 15W-100μm jembaré Strip & 3W / mm * mrad @ 30W-230μm jembaré Strip, lan efficiency elektro-optik Sejatine maintained ing watara 60%.
Miturut teori susunan spasial sing kandhel [6], diwilang miturut efisiensi kopling serat rata-rata 78% (emisi laser saka chip menyang output kopling serat: gabungan sinar spasial siji-panjang gelombang lan gabungan sinar polarisasi tanpa VBG), lan dianggep yen chip bisa digunakake ing daya paling dhuwur (BPP chip beda-beda ing arus beda), kita wis nyusun peta data kaya ing ngisor iki:
* Padhang Chip VS Beda Inti Diameter Serat Coupling Daya Output
Bisa ditemokake saka tokoh ndhuwur yen serat tartamtu (diameteripun inti lan NA tetep) entuk output kopling daya tartamtu, kanggo Kripik karo padhange beda, nomer Kripik beda, lan volume lan bobot saka sumber pump. uga beda.Kanggo syarat pumping saka laser serat, yen sumber pump digawe saka Kripik ndhuwur karo padhange beda dipilih, bobot lan volume saka laser serat daya padha temen beda, lan konfigurasi saka sistem cooling banyu uga. beda banget.
Efisiensi dhuwur, ukuran cilik lan bobot entheng minangka tren sing ora bisa dihindari ing pangembangan sumber cahya laser ing mangsa ngarep (apa laser dioda, laser solid-state utawa laser serat), lan padhang, efisiensi lan kekuwatan chip semikonduktor nduweni peran sing penting. .
entheng, padhange dhuwur, sumber pump daya dhuwur
Kanggo adaptasi karo combiner serat, kita milih spesifikasi serat umum: 135μm NA0.22 lan 220μm NA0.22.Desain optik saka rong sumber pompa nganggo susunan spasial sing padhet lan gabungan sinar polarisasi.
Antarane wong-wong mau, ing 420WLD adopts 3.75W / mm * mrad @ 15W chip lan 135μm NA0.22 serat, lan wis ngunci dawa gelombang VBG, kang meets syarat 30-100% ngunci gelombang daya, lan efficiency elektro-optik punika 41% .Badan LD digawe saka bahan paduan aluminium lan struktur sandwich [5].Kripik ndhuwur lan ngisor nuduhake saluran pendinginan banyu, sing nambah panggunaan papan.Susunan titik cahya, spektrum lan output daya (daya ing serat) ditampilake ing gambar:
*420W@135μm NA0,22 LD
Kita milih 6 LD kanggo tes kejut lan getaran suhu dhuwur lan kurang.Data tes kasebut yaiku:
* Test impact suhu dhuwur lan kurang
* Tes geter
1000WLD nganggo chip 3W / mm * mrad @ 30W lan serat NA0.22 220μm, sing entuk output 915nm lan 976nm sing dipasangake serat 1000W, lan efisiensi elektro-optik yaiku> 44%.Badan LD uga digawe saka bahan paduan aluminium.Kanggo nggayuh rasio daya-kanggo-massa sing luwih dhuwur, cangkang LD wis disederhanakake kanthi syarat kanggo njamin kekuatan struktural.Kualitas LD, susunan titik lan daya output (daya ing serat) minangka nderek:
*1000W@220μm NA0.22 LD
Kanggo nambah linuwih saka sumber pump, serat mburi kopling adopts quartz pungkasan tutup fusion lan cladding teknologi nyaring cahya, kang ndadekake suhu serat njaba sumber pump cedhak suhu kamar.Enem 976nmLD dipilih kanggo tes kejut lan geter suhu dhuwur lan kurang.Asil tes kaya ing ngisor iki:
* Test impact suhu dhuwur lan kurang
* Test impact suhu dhuwur lan kurang
* Tes geter
Kesimpulan
Nampa output padhange dhuwur teka kanthi biaya efisiensi elektro-optik, yaiku, daya output paling dhuwur lan efisiensi elektro-optik sing paling dhuwur ora bisa dipikolehi bebarengan, sing ditemtokake dening padhange chip lan frekuensi normal kopling. serat.Ing balok spasial multi-tabung tunggal sing nggabungake teknologi, padhang lan efisiensi tansah dadi tujuan sing ora bisa digayuh bebarengan.Imbangan efisiensi elektro-optik lan daya kudu ditemtokake miturut aplikasi tartamtu.
Referensi
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Analisis kinerja multi-kW saka Yb-doped monolithic single-mode amplifier lan persiyapan osilator," Fiber Lasers XVI: Teknologi lan Sistem (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, "Difraksi Limited Ultra-High-Power Fiber Lasers," Advanced Solid-state Photonics (2010).
[3] Haoxing Lin, Li Ni, Kun Peng, et al, "Laser serat doped YDF sing diproduksi ing njero China entuk output 20kW saka serat tunggal," Jurnal Laser Cina, 48(09),(2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Serat Aluminophosphosilicate Doped 10-kW Ytterbium-Doped kanggo Tandem Pumping," Jurnal Laser Cina, 47(3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "Sumber pompa laser dioda kecerahan dhuwur 600 W," Spie Laser, 1008603, (2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "Laser dioda langsung kelas KW padhang dhuwur," Teknologi Laser Dioda Dhuwur XVI, Teknologi Laser Dioda Dhuwur XVI, (2018).
Didegaké ing 2003, BWT minangka panyedhiya layanan solusi laser global.Kanthi misi "Let the Dream Drive the Light" lan nilai-nilai "Inovasi Luar Biasa", perusahaan setya nggawe produk laser sing luwih apik lan nyediakake laser dioda, laser serat, produk lan solusi laser ultrafast kanggo pelanggan global.Nganti saiki, luwih saka 10 yuta laser BWT mlaku kanthi online kanthi stabil ing luwih saka 70 negara lan wilayah ing saindenging jagad.
Wektu kirim: Mei-11-2022