ઉચ્ચ શક્તિવાળા ફાઇબર લેસરોની તકનીકી ઉત્ક્રાંતિ

ઉચ્ચ શક્તિવાળા ફાઇબર લેસરોની તકનીકી ઉત્ક્રાંતિ

નું ઑપ્ટિમાઇઝેશનફાઇબર લેસરમાળખું

૧, સ્પેસ લાઇટ પંપ સ્ટ્રક્ચર

શરૂઆતના ફાઇબર લેસરો મોટે ભાગે ઓપ્ટિકલ પંપ આઉટપુટનો ઉપયોગ કરતા હતા,લેસરઆઉટપુટ, તેની આઉટપુટ પાવર ઓછી છે, ટૂંકા ગાળામાં ફાઇબર લેસરોની આઉટપુટ પાવરને ઝડપથી સુધારવા માટે વધુ મુશ્કેલી છે. 1999 માં, ફાઇબર લેસર સંશોધન અને વિકાસ ક્ષેત્રની આઉટપુટ પાવર પ્રથમ વખત 10,000 વોટ તૂટી ગઈ, ફાઇબર લેસરની રચના મુખ્યત્વે ઓપ્ટિકલ દ્વિદિશ પમ્પિંગનો ઉપયોગ છે, જે રેઝોનેટર બનાવે છે, ફાઇબર લેસરની ઢાળ કાર્યક્ષમતાની તપાસ 58.3% સુધી પહોંચી.
જોકે, ફાઇબર લેસર વિકસાવવા માટે ફાઇબર પંપ લાઇટ અને લેસર કપ્લીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ ફાઇબર લેસરોની આઉટપુટ પાવરને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે, પરંતુ તે જ સમયે જટિલતા છે, જે ઓપ્ટિકલ લેન્સને ઓપ્ટિકલ પાથ બનાવવા માટે અનુકૂળ નથી, એકવાર લેસરને ઓપ્ટિકલ પાથ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં ખસેડવાની જરૂર પડે, પછી ઓપ્ટિકલ પાથને પણ ફરીથી ગોઠવવાની જરૂર પડે છે, જે ઓપ્ટિકલ પંપ સ્ટ્રક્ચર ફાઇબર લેસરોના વ્યાપક ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.

2, ડાયરેક્ટ ઓસિલેટર સ્ટ્રક્ચર અને MOPA સ્ટ્રક્ચર

ફાઇબર લેસરોના વિકાસ સાથે, ક્લેડીંગ પાવર સ્ટ્રિપર્સે ધીમે ધીમે લેન્સ ઘટકોનું સ્થાન લીધું છે, જે ફાઇબર લેસરોના વિકાસના પગલાંને સરળ બનાવે છે અને પરોક્ષ રીતે ફાઇબર લેસરોની જાળવણી કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. આ વિકાસ વલણ ફાઇબર લેસરોની ધીમે ધીમે વ્યવહારિકતાનું પ્રતીક છે. ડાયરેક્ટ ઓસિલેટર માળખું અને MOPA માળખું બજારમાં ફાઇબર લેસરોની બે સૌથી સામાન્ય રચનાઓ છે. ડાયરેક્ટ ઓસિલેટર માળખું એ છે કે ગ્રેટિંગ ઓસિલેશનની પ્રક્રિયામાં તરંગલંબાઇ પસંદ કરે છે, અને પછી પસંદ કરેલ તરંગલંબાઇને આઉટપુટ કરે છે, જ્યારે MOPA ગ્રેટિંગ દ્વારા પસંદ કરેલ તરંગલંબાઇને બીજ પ્રકાશ તરીકે ઉપયોગ કરે છે, અને બીજ પ્રકાશને પ્રથમ-સ્તરના એમ્પ્લીફાયરની ક્રિયા હેઠળ વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે, તેથી ફાઇબર લેસરની આઉટપુટ પાવર પણ ચોક્કસ હદ સુધી સુધારવામાં આવશે. લાંબા સમય સુધી, MPOA માળખું ધરાવતા ફાઇબર લેસરોનો ઉપયોગ હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસર માટે પસંદગીના માળખા તરીકે કરવામાં આવે છે. જો કે, પછીના અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે આ માળખામાં ઉચ્ચ-પાવર આઉટપુટ ફાઇબર લેસરની અંદર અવકાશી વિતરણની અસ્થિરતા તરફ દોરી જવાનું સરળ છે, અને આઉટપુટ લેસરની તેજ ચોક્કસ હદ સુધી પ્રભાવિત થશે, જેની સીધી અસર હાઇ-પાવર આઉટપુટ અસર પર પણ પડે છે.

પમ્પિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે

શરૂઆતના યટરબિયમ-ડોપેડ ફાઇબર લેસરની પમ્પિંગ તરંગલંબાઇ સામાન્ય રીતે 915nm અથવા 975nm હોય છે, પરંતુ આ બે પમ્પિંગ તરંગલંબાઇ યટરબિયમ આયનોના શોષણ શિખરો છે, તેથી તેને ડાયરેક્ટ પમ્પિંગ કહેવામાં આવે છે, ક્વોન્ટમ નુકશાનને કારણે ડાયરેક્ટ પમ્પિંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો નથી. ઇન-બેન્ડ પમ્પિંગ ટેકનોલોજી એ ડાયરેક્ટ પમ્પિંગ ટેકનોલોજીનું વિસ્તરણ છે, જેમાં પમ્પિંગ તરંગલંબાઇ અને ટ્રાન્સમિટિંગ તરંગલંબાઇ વચ્ચેની તરંગલંબાઇ સમાન હોય છે, અને ઇન-બેન્ડ પમ્પિંગનો ક્વોન્ટમ નુકશાન દર ડાયરેક્ટ પમ્પિંગ કરતા ઓછો હોય છે.

હાઇ પાવર ફાઇબર લેસરટેકનોલોજી વિકાસ અવરોધ

લશ્કરી, તબીબી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં ફાઇબર લેસરોનું ઉચ્ચ એપ્લિકેશન મૂલ્ય હોવા છતાં, ચીને લગભગ 30 વર્ષના ટેકનોલોજી સંશોધન અને વિકાસ દ્વારા ફાઇબર લેસરોના વ્યાપક ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે, પરંતુ જો તમે ફાઇબર લેસરોને વધુ શક્તિ આપી શકે તેવું બનાવવા માંગતા હો, તો હાલની ટેકનોલોજીમાં હજુ પણ ઘણી અવરોધો છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફાઇબર લેસરની આઉટપુટ પાવર સિંગલ-ફાઇબર સિંગલ-મોડ 36.6KW સુધી પહોંચી શકે છે કે કેમ; ફાઇબર લેસર આઉટપુટ પાવર પર પમ્પિંગ પાવરનો પ્રભાવ; ફાઇબર લેસરની આઉટપુટ પાવર પર થર્મલ લેન્સ અસરનો પ્રભાવ.

વધુમાં, ફાઇબર લેસરની ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ ટેકનોલોજીના સંશોધનમાં ટ્રાંસવર્સ મોડ અને ફોટોન ડાર્કનિંગ ઇફેક્ટની સ્થિરતા પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. તપાસ દ્વારા, તે સ્પષ્ટ થાય છે કે ટ્રાંસવર્સ મોડ અસ્થિરતાનો પ્રભાવ પરિબળ ફાઇબર હીટિંગ છે, અને ફોટોન ડાર્કનિંગ ઇફેક્ટ મુખ્યત્વે એ વાતનો ઉલ્લેખ કરે છે કે જ્યારે ફાઇબર લેસર સતત સેંકડો વોટ અથવા કેટલાક કિલોવોટ પાવર આઉટપુટ કરે છે, ત્યારે આઉટપુટ પાવરમાં ઝડપી ઘટાડો જોવા મળશે, અને ફાઇબર લેસરના સતત ઉચ્ચ પાવર આઉટપુટ પર ચોક્કસ મર્યાદા રહેશે.

જોકે હાલમાં ફોટોન ડાર્કનિંગ અસરના ચોક્કસ કારણો સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યા નથી, મોટાભાગના લોકો માને છે કે ઓક્સિજન ખામી કેન્દ્ર અને ચાર્જ ટ્રાન્સફર શોષણ ફોટોન ડાર્કનિંગ અસરનું કારણ બની શકે છે. આ બે પરિબળો પર, ફોટોન ડાર્કનિંગ અસરને રોકવા માટે નીચેના રસ્તાઓ પ્રસ્તાવિત છે. જેમ કે એલ્યુમિનિયમ, ફોસ્ફરસ, વગેરે, જેથી ચાર્જ ટ્રાન્સફર શોષણ ટાળી શકાય, અને પછી ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ એક્ટિવ ફાઇબરનું પરીક્ષણ અને લાગુ કરવામાં આવે, ચોક્કસ ધોરણ એ છે કે કેટલાક કલાકો સુધી 3KW પાવર આઉટપુટ જાળવી રાખવું અને 100 કલાક સુધી 1KW પાવર સ્થિર આઉટપુટ જાળવી રાખવું.