Provocări cu care se confruntă laserele cu fibră dopată cu tuliu continuu de mare putere

Provocări cu care se confruntă laserele cu fibră dopată cu tuiu continuu de mare putere, În ultimele două decenii, puterea de ieșire a laserelor cu fibră dopată cu tuiu continuu a crescut dramatic. Puterea de ieșire a unui singur oscilator din fibre a depășit 500 W; structura MOPA din toate fibrele a atins o putere de ieșire de kilowați. Cu toate acestea, există încă multe probleme care limitează îmbunătățirile ulterioare ale puterii.

În primul rând, atunci când puterea crește, sistemul va genera o cantitate mare de căldură, ceea ce va afecta grav creșterea puterii de ieșire și stabilitatea laserului și poate provoca chiar deteriorarea laserului. Prin urmare, disiparea eficientă a căldurii este crucială. Prin utilizarea unei structuri de amplificare în mai multe etape, distribuția căldurii a sistemului poate fi dispersată eficient și presiunea asupra managementului termic este redusă. Utilizarea unei surse de pompă cu o lungime de undă apropiată de cea a laserului poate reduce pierderile cuantice și producerea de căldură. În plus, unele noi fibre optice cu proprietăți bune de disipare a căldurii, cum ar fi fibrele optice placate cu metal, oferă, de asemenea, idei noi pentru managementul termic.

În al doilea rând, cu cât puterea de ieșire a laserului este mai mare, cu atât efectul neliniar al fibrei optice îl va avea mai evident asupra creșterii puterii. Unele noi fibre de cristal fotonic de câmp de mod mare au praguri neliniare mai mari, care pot reduce efectiv impactul efectelor neliniare.

Pe lângă influența temperaturii și a efectelor neliniare, performanța dispozitivelor cu fibră optică de 2 μm limitează, de asemenea, îmbunătățirea puterii de ieșire într-o anumită măsură. Când puterea depășește puterea maximă a dispozitivului cu fibră optică, dispozitivul va fi deteriorat, iar puterea mare provoacă Temperatura crescută afectează performanța dispozitivelor cu fibră optică.

Prin urmare, dezvoltarea dispozitivelor cu fibră optică de înaltă stabilitate și rezistență la putere este o modalitate importantă de a crește și mai mult puterea de ieșire a laserelor cu fibră dopate cu tuliu. În plus, eficiența de absorbție a luminii pompei de către fibra de câștig și luminozitatea sursei pompei sunt, de asemenea, factori importanți care afectează creșterea puterii.

În general vorbind, îmbunătățirea puterii de ieșire a laserelor cu fibră dopată cu tuliu poate începe de la aspectele de a realiza un control eficient al temperaturii, dezvoltarea fibrelor dopate cu tuiu de înaltă eficiență, depășirea efectelor neliniare, îmbunătățirea performanței dispozitivului cu fibre, optimizarea structurii sistemului și îmbunătățirea sursei pompei. luminozitatea.