BWT-ն առաջարկել է խիտ տարածական դասավորության տեսությունը (DSBC) և հաստատել DSBC-ի ճիշտությունը կիլովատ մակարդակի պոմպի աղբյուրի փորձի միջոցով:Ներկայումս մեկ խողովակի հզորությունը ավելացել է մինչև 15W-30W@BPP≈5-12 մմ*մրադ, իսկ էլեկտրաօպտիկական արդյունավետությունը ավելի քան 60%, ինչը հնարավորություն է տալիս բարձր հզորության պոմպի աղբյուրին, որը զուգակցվում է մանրաթելային ելքի հետ, պահպանել բարձր մակարդակ: Պայծառության ելքը՝ միաժամանակ նվազեցնելով ծավալը, հնարավոր է նվազեցնել քաշը և բարելավել էլեկտրաօպտիկական փոխակերպման արդյունավետությունը:
Օգտագործելով ընթացիկ չիպը, BWT-ն համապատասխանաբար իրականացրել է պոմպի աղբյուր 135 մկմ NA0.22 մանրաթելային զուգակցված ելքային 420 Վտ ալիքի երկարությամբ 976 նմ, որակը ≈ 500 գ;և միջուկի տրամագիծը 220 մկմ NA0.22 օպտիկամանրաթելային զուգակցված ելքային 1000 Վտ մեկ ալիքի երկարություն 976 նմ (կամ 915 նմ), որակյալ ≈ 400 գ պոմպի աղբյուր:
Ապագայում, կիսահաղորդչային չիպերի պայծառության և էլեկտրաօպտիկական արդյունավետության բարելավմամբ, թեթև և հզոր պոմպերի աղբյուրները անփոխարինելի դեր կխաղան փոքր ծավալի բարձր հզորությամբ մանրաթելային լազերային լույսի աղբյուրների արտադրության մեջ և ակտիվորեն կնպաստեն զարգացմանը: արդյունաբերական կիրառություններ.
Ներածություն
Օպտիկամանրաթելային լազերները արագորեն աճել են շնորհիվ իրենց գերազանց ճառագայթի որակի և հզորության ընդլայնման ճկուն հնարավորությունների (մանրաթելային կոմբինատորներ):Վերջին տարիներին մեկ ռեժիմով մեկ օպտիկամանրաթելային լազերները սահմանափակված են TMI (լայնակի ռեժիմի անկայունություն) և SRS էֆեկտներով, իսկ կիսահաղորդչային ուղղակի պոմպային մանրաթելային լազերային տատանիչների հզորությունը սահմանափակվում է 5 կՎտ-ով:
[1].Լազերային ուժեղացուցիչը նույնպես դադարեցված է 10 կՎտ հզորությամբ
[2].Թեև ելքային հզորությունը կարելի է մեծացնել միջուկի տրամագիծը համապատասխան մեծացնելով, ելքային ճառագայթի որակը նույնպես նվազում է -1:Այնուամենայնիվ, կիսահաղորդչային պոմպի աղբյուրների պայծառության բարելավման պահանջը դեռևս հրատապ է:
Արդյունաբերական վերամշակման կիրառություններում ճառագայթի որակի պահանջները պարտադիր չէ, որ միաձև լինեն:Մեկ օպտիկամանրաթելային հզորությունը բարձրացնելու համար թույլատրվում են մի քանի ցածր կարգի ռեժիմներ:Մինչ օրս 976 նմ պոմպային ավելի քան 5 կՎտ հզորությամբ լազերային լույսի մի քանի ռեժիմով լազերային լույսի աղբյուրներ (հիմնականում մետաղական նյութերի կտրում և եռակցում), բարձր հզորության պոմպերի համապատասխան աղբյուրների արտադրություն։ նույնպես խմբաքանակային է.
Ավելի փոքր, թեթև և ավելի կայուն
Կիսահաղորդչային չիպի BPP-ի և պոմպի աղբյուրի պայծառության միջև կապը
Երեք տարի առաջ 9xxnm չիպերի պայծառությունը հիմնականում 3W/mm*mrad@12W-100μm շերտի լայնության և 2W/mm*mrad@18W-200μm մակարդակի վրա էր:Նման չիպերի հիման վրա BWT-ն ստանում է 600W և 1000W 200μm NA0.22 օպտիկամանրաթելային զուգակցված ելք-1:
Ներկայումս 9xxnm չիպերի պայծառությունը հասել է 3.75W/mm*mrad@15W-100μm շերտի լայնությունը և 3W/mm*mrad@30W-230μm ժապավենի լայնությունը, իսկ էլեկտրաօպտիկական արդյունավետությունը հիմնականում պահպանվում է շուրջ 60%:
Համաձայն խիտ տարածական դասավորության տեսության [6], այն հաշվարկվում է ըստ միջին օպտիկամանրաթելային զուգավորման արդյունավետության՝ 78% (լազերային արտանետում չիպից դեպի մանրաթելային միացման ելք. մեկ ալիքի երկարության տարածական ճառագայթի համակցում և բևեռացման ճառագայթի համակցում առանց VBG-ի), և ենթադրվում է, որ չիպն աշխատում է ամենաբարձր հզորությամբ (Չիպի BPP-ն տարբեր է տարբեր հոսանքներում), մենք կազմել ենք տվյալների քարտեզ հետևյալ կերպ.
* Չիպի պայծառություն VS տարբեր միջուկի տրամագծով օպտիկամանրաթելային միացման ելքային հզորություն
Վերոնշյալ նկարից կարելի է պարզել, որ երբ որոշակի մանրաթել (միջուկի տրամագիծը և NA-ն ֆիքսված է) հասնում է հատուկ հզորության միացման ելքի, տարբեր պայծառություն ունեցող չիպերի համար չիպերի քանակը տարբեր է, և պոմպի աղբյուրի ծավալն ու քաշը: նույնպես տարբեր են.Օպտիկամանրաթելային լազերի պոմպային պահանջների համար, եթե վերը նշված չիպսերից պատրաստված պոմպի աղբյուրը տարբեր պայծառությամբ ընտրված է, ապա նույն հզորության մանրաթելային լազերի քաշը և ծավալը բոլորովին տարբեր են, ինչպես նաև ջրի հովացման համակարգի կոնֆիգուրացիան: բավականին տարբեր.
Բարձր արդյունավետությունը, փոքր չափը և թեթև քաշը ապագա լազերային լույսի աղբյուրների զարգացման անխուսափելի միտումներն են (լինի դիոդային լազերներ, պինդ վիճակի լազերներ կամ մանրաթելային լազերներ), և դրա մեջ որոշիչ դեր են խաղում կիսահաղորդչային չիպերի պայծառությունը, արդյունավետությունն ու հզորությունը։ .
Թեթև, բարձր պայծառություն, բարձր էներգիայի պոմպի աղբյուր
Օպտիկամանրաթելային կոմբինատորին հարմարվելու համար մենք ընտրեցինք մանրաթելերի ընդհանուր բնութագրերը՝ 135 μm NA0.22 և 220 μm NA0.22:Երկու պոմպի աղբյուրների օպտիկական դիզայնը ընդունում է խիտ տարածական դասավորությունը և բևեռացման ճառագայթների համակցումը:
Դրանցից 420WLD-ն ընդունում է 3.75W/mm*mrad@15W չիպ և 135μm NA0.22 մանրաթել և ունի VBG ալիքի երկարության արգելափակում, որը բավարարում է 30-100% հզորության ալիքի արգելափակման պահանջները, իսկ էլեկտրաօպտիկական արդյունավետությունը 41% է: .LD կորպուսը պատրաստված է ալյումինե խառնուրդից և սենդվիչ կառուցվածքից [5]։Վերին և ստորին չիպերը կիսում են ջրի հովացման ալիքը, ինչը բարելավում է տարածության օգտագործումը:Լույսի բծերի դասավորությունը, սպեկտրը և հզորությունը (հզորությունը մանրաթելում) ներկայացված են նկարում.
*420W@135μm NA0.22 LD
Բարձր և ցածր ջերմաստիճանի ցնցումների և թրթռումների թեստերի համար մենք ընտրել ենք 6 LD:Թեստի տվյալները հետևյալն են.
* Բարձր և ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության փորձարկում
* Թրթռման փորձարկում
1000WLD-ն ընդունում է 3W/mm*mrad@30W չիպ և 220μm NA0.22 մանրաթել, որը համապատասխանաբար ապահովում է 915nm և 976nm օպտիկամանրաթելային ելք՝ համապատասխանաբար 1000W, իսկ էլեկտրաօպտիկական արդյունավետությունը >44% է:LD կորպուսը նույնպես պատրաստված է ալյումինե խառնուրդից։Հզորության-զանգվածի ավելի բարձր հարաբերակցության հետամուտ լինելու համար LD կեղևը պարզեցվել է կառուցվածքային ամրությունն ապահովելու պայմանով։LD որակը, կետային դասավորությունը և ելքային հզորությունը (հզորությունը մանրաթելում) հետևյալն են.
*1000W@220μm NA0.22 LD
Պոմպի աղբյուրի հուսալիությունը բարելավելու համար միացման վերջի մանրաթելն ընդունում է քվարցային վերջի գլխարկի միաձուլումը և ծածկույթի լույսի զտման տեխնոլոգիան, ինչը դարձնում է պոմպի աղբյուրից դուրս գտնվող մանրաթելի ջերմաստիճանը սենյակային ջերմաստիճանի մոտ:Ընտրվել են վեց 976nmLD-ներ բարձր և ցածր ջերմաստիճանի ցնցումների և թրթռումների թեստերի համար:Թեստի արդյունքները հետևյալն են.
* Բարձր և ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության փորձարկում
* Բարձր և ցածր ջերմաստիճանի ազդեցության փորձարկում
* Թրթռման փորձարկում
Եզրակացություն
Բարձր պայծառության ելքի ձեռքբերումը պայմանավորված է էլեկտրաօպտիկական արդյունավետության հաշվին, այսինքն՝ միաժամանակ հնարավոր չէ ստանալ ամենաբարձր ելքային հզորությունը և ամենաբարձր էլեկտրաօպտիկական արդյունավետությունը, ինչը որոշվում է չիպի պայծառությամբ և կցորդիչի նորմալացված հաճախականությամբ։ մանրաթել.Տեխնոլոգիան համակցող բազմախողովակային տարածական ճառագայթում պայծառությունն ու արդյունավետությունը միշտ այն նպատակներն են, որոնք հնարավոր չէ հասնել միաժամանակ:Էլեկտրաօպտիկական արդյունավետության և հզորության հավասարակշռությունը պետք է որոշվի ըստ հատուկ կիրառման:
Հղումներ
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al., «Yb-doped մոնոլիտ մեկ ռեժիմի ուժեղացուցիչի և oscillator setup-ի բազմակի կՎտ կատարողականի վերլուծություն», 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 և ուրիշներ, «Չինաստանի տեղական արտադրության YDF դոպինգով օպտիկամանրաթելային լազերը մեկ մանրաթելից հասել է 20 կՎտ հզորության», Չինական լազերների ամսագիր, 48(09), (2021):
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al., «Տնական 10-կՎտ իտերբիումով դոպված ալյումինոֆոսֆոսիլիկատային մանրաթել տանդեմ մղման համար», Չինական լազերների ամսագիր, 47(3), (2020):
[5] Դան Սյու, Չժիջե Գու, Թուջիա Ժանգ և այլք, «600 Վտ բարձր պայծառության դիոդային լազերային պոմպային աղբյուր», Spie Laser, 1008603, (2017):
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, «Բարձր պայծառության KW դասի ուղիղ դիոդային լազեր», Բարձր հզորության դիոդային լազերային տեխնոլոգիա XVI, բարձր հզորության դիոդային լազերային տեխնոլոգիա XVI, (2018):
2003 թվականին հիմնադրված BWT-ն լազերային լուծումների գլոբալ ծառայություններ մատուցող է:«Let the Dream Drive the Light»-ի առաքելությամբ և «Outstanding Innovation»-ի արժեքներով ընկերությունը պարտավորվում է ստեղծել ավելի լավ լազերային արտադրանք և տրամադրել դիոդային լազերներ, մանրաթելային լազերներ, գերարագ լազերային արտադրանքներ և լուծումներ համաշխարհային հաճախորդների համար:Մինչ այժմ ավելի քան 10 միլիոն BWT լազերներ կայուն կերպով աշխատում են առցանց աշխարհի ավելի քան 70 երկրներում և տարածաշրջաններում:
Հրապարակման ժամանակը` մայիս-11-2022