Προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα υψηλής ισχύος συνεχή λέιζερ ινών ντοπαρισμένων με θούλιο

Προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα συνεχή λέιζερ ινών με πρόσμειξη θούλιου υψηλής ισχύος, Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, η ισχύς εξόδου των συνεχών λέιζερ ινών με πρόσμειξη θούλιου έχει αυξηθεί δραματικά. Η ισχύς εξόδου ενός μεμονωμένου ταλαντωτή με όλες τις ίνες έχει ξεπεράσει τα 500 W. η δομή MOPA με όλες τις ίνες έχει επιτύχει ισχύ εξόδου κιλοβάτ. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά προβλήματα που περιορίζουν περαιτέρω βελτιώσεις στην ισχύ.

Πρώτα απ 'όλα, όταν αυξάνεται η ισχύς, το σύστημα θα παράγει μεγάλη ποσότητα θερμότητας, η οποία θα επηρεάσει σοβαρά την αύξηση της ισχύος εξόδου και τη σταθερότητα του λέιζερ και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει βλάβη στο λέιζερ. Επομένως, η αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας. Με τη χρήση μιας δομής ενίσχυσης πολλαπλών σταδίων, η κατανομή θερμότητας του συστήματος μπορεί να διασκορπιστεί αποτελεσματικά και η πίεση στη θερμική διαχείριση μειώνεται. Η χρήση μιας πηγής αντλίας με μήκος κύματος κοντά σε αυτό του λέιζερ μπορεί να μειώσει τις κβαντικές απώλειες και να μειώσει την παραγωγή θερμότητας. Επιπλέον, ορισμένες νέες οπτικές ίνες με καλές ιδιότητες απαγωγής θερμότητας, όπως οι επικαλυμμένες με μέταλλο οπτικές ίνες, παρέχουν επίσης νέες ιδέες για τη θερμική διαχείριση.

Δεύτερον, όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς εξόδου του λέιζερ, τόσο πιο εμφανές θα έχει η μη γραμμική επίδραση στην οπτική ίνα στην αύξηση της ισχύος. Ορισμένες νέες φωτονικές κρυσταλλικές ίνες πεδίου μεγάλου τρόπου έχουν υψηλότερα μη γραμμικά κατώφλια, τα οποία μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά την επίδραση των μη γραμμικών επιδράσεων.

Εκτός από την επίδραση της θερμοκρασίας και των μη γραμμικών επιδράσεων, η απόδοση των συσκευών οπτικών ινών 2 ​​μm περιορίζει επίσης τη βελτίωση της ισχύος εξόδου σε κάποιο βαθμό. Όταν η ισχύς υπερβαίνει τη μέγιστη ισχύ της συσκευής οπτικών ινών, η συσκευή θα καταστραφεί και η υψηλή ισχύς προκαλεί Η αυξημένη θερμοκρασία επηρεάζει την απόδοση των συσκευών οπτικών ινών.

Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη συσκευών οπτικών ινών υψηλής σταθερότητας και υψηλής ισχύος είναι ένας σημαντικός τρόπος για την περαιτέρω αύξηση της ισχύος εξόδου των λέιζερ ινών με πρόσμειξη θούλιου. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα απορρόφησης του φωτός της αντλίας από την ίνα απολαβής και η φωτεινότητα της πηγής της αντλίας είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αύξηση της ισχύος.

Σε γενικές γραμμές, η βελτίωση της ισχύος εξόδου των λέιζερ ινών με πρόσμειξη θούλιου μπορεί να ξεκινήσει από τις πτυχές της επίτευξης αποτελεσματικού ελέγχου θερμοκρασίας, της ανάπτυξης υψηλής απόδοσης ινών με πρόσμειξη θούλιου, της υπέρβασης μη γραμμικών επιδράσεων, της βελτίωσης της απόδοσης της συσκευής ινών, της βελτιστοποίησης της δομής του συστήματος και της βελτίωσης της πηγής αντλίας λάμψη.