Lejżers tal-fibra bikrijakienubaxx fl-effiċjenzauqawwa, u limitata, sakemm deher metodu aktar effettiv biex iwassal ir-raġġ tal-pompa għall-kisi.
Dan huwa metodu li jista 'jegħleb il-limitazzjonijiet ta' metodi ta 'tnedija preċedenti-il-metodu tar-raġġ tal-pompa tal-ġenb jgħin biex jinħeles il-potenzjal veru tal-lasers tal-fibra, jiftaħ era ġdida ta' lasers u amplifikaturi tal-fibra ta 'qawwa għolja, u jibdel kompletament l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-fibra . Aktar żvilupp ippromwova l-adozzjoni fuq skala kbira ta 'lasers tal-fibra f'oqsma ta' applikazzjoni differenti bħall-industrija, ix-xjenza u t-tagħmir mediku. L-iżvilupp ta 'lasers tal-fibra industrijali jista' jinqasam f'żewġ stadji, li huma kkaratterizzati minn kombinaturi tal-enerġija u konvertituri tal-luminożità.
Il-kombinatur tal-enerġija fl-ewwel stadju fih pakketti multipli ta 'pompa tal-laser diode, iddisinjati biex jikkombinaw b'mod effettiv id-dawl multimode tagħhom f'fibri ta' trasmissjoni passiva. L-użu ta 'imballaġġ żejjed ta' dijodu b'emettitur wieħed jista 'jiżgura l-affidabilità għolja tal-lejżer. Hemm żewġ mirja tal-ħakk tal-fibra Bragg fil-kavità ottika tal-lejżer, li tinsab fil-qalba ċentrali ta 'modalità waħda, li hija fibra ta' purità għolja b'kisja drogata b'diversi elementi ta 'art rari.
Din il-kavità ottika tikkonverti dawl ta 'dijodu ta' kwalità baxxa f'raġġ tal-lejżer b'modalità waħda. Waħda mill-gradilji tal-fibra Bragg isservi bħala riflettur totali, u l-oħra sservi bħala riflettur parzjali jew coupler tal-ħruġ. L-ebda element ieħor m'huwa doped fil-kisi multi-mode, li jarmi biss dawl tal-pompa tad-dijodu. L-istruttura tal-istat solidu tal-lejżer tal-fibra tagħmilha immuni għal fatturi ambjentali bħat-trab, l-umdità, u disturbi fl-arja ta 'spazju ħieles.
L-effiċjenza elettrika tal-metodu ġenerali tal-ippumpjar taqbeż il-50%, u l-qawwa tal-ħruġ ta 'modulu wieħed ta' modulu wieħed hija ta 'madwar 2kW-3kW. L-output ta 'modulu wieħed jista' jintuża direttament jew f'kombinazzjoni biex jipprovdi output ta 'luminożità għolja ta' aktar minn 100 kW, li jagħmel dan il-laser tal-fibra adattat għal diversi applikazzjonijiet industrijali.
Metodu ta 'operazzjoni
Lejżers tal-fibra jistgħu jinqasmu f'mewġ kontinwu (CW), mewġ kważi kontinwu (QCW), polz tan-nanosekonda, polikos ultraveloċi jew polz femtosekond u modi oħra ta 'mewġ tad-dawl. Lejżers tal-mewġ kontinwu jistgħu jipprovdu ħruġ stabbli fi ħdan il-qawwa nominali massima tal-ħruġ, u jistgħu jiġu modulati għal 50kHz skont il-qawwa tal-ħruġ, iżda l-modulazzjoni ma żżidx l-ogħla qawwa tagħhom. Lasers tal-mewġ kontinwu jintużaw f'ħafna oqsma. L-iktar notevoli huma l-iwweldjar tal-qtugħ u tal-metall. Jistgħu jintużaw ukoll għall-ibbrejżjar, stampar 3D, kisi u trattament bis-sħana.
Il-polz twil iġġenerat minn 10 lasers QCW jista 'jżid l-enerġija tal-polz u l-ogħla qawwa tal-ħruġ b'10 darbiet, u t-tul tal-polz twil huwa 10? S-100000? S. Pereżempju, laser QCW b'qawwa medja ta '300W għandu qawwa massima ta' 3kW u enerġija ta 'impuls ta' 30J. Lejżers QCW jintużaw prinċipalment għall-iwweldjar, tħaffir u operazzjonijiet speċjali ta 'qtugħ, bħal qtugħ ta' metalli li jirriflettu ħafna jew materjali oħra. Il-firxa tal-qawwa massima tal-magna mudell QCW standard hija 1kW-20kW, u l-ispiża operattiva hija ħafna inqas minn teknoloġiji tal-laser kompetittivi oħra li jistgħu jagħmlu l-istess output.
Il-lejżer tal-fibra Q-switched tal-polz tan-nanosekonda jista 'jipprovdi medja ta' qawwa tal-ħruġ medja minn 10W sa 2kW. Fil-medda ta '1ns-1000ns, it-tul tal-polz jista' jkun fiss jew aġġustabbli (l-utenti jistgħu jagħżlu li jipprogrammaw minn qabel). L-enerġija tipika tal-polz tal-lejżer hija fi ħdan 10W-300W, li hija viċin il-kwalità tar-raġġ ta 'modalità waħda użata għall-mikroproċessar, sa madwar 1mJ. Skond il-mudell, dawn il-lasers jistgħu jiġu modulati minn kilohertz għal megahertz. Il-lejżer tal-polz b'qawwa medja ogħla jintuża għal trattament tal-wiċċ b'veloċità għolja, u l-enerġija tal-polz tista 'tilħaq 100mJ, li tista' tirrealizza żona akbar ta 'pproċessar.
Il-lejżers tal-fibra ultra picosecond u femtosecond għandhom tul ta 'impuls li jvarja minn 200fs għal diversi picoseconds, b'qawwa medja ta' 10W-200W, u jistgħu jintużaw f'diversi applikazzjonijiet ta 'mikroproċessar, inklużi metalli u mhux metalli.
Il-qalba tal-lejżer attiva ta 'lejżer tal-fibra tista' tiġi ddopjata b'atomu attiv wieħed jew aktar biex tipproduċi ħruġ standard f'diversi firxiet spettrali.
Medda ta 'tul ta' mewġ
Id-doping ta 'atomu attiv wieħed jew aktar fil-qalba tal-laser attiv ta' laser tal-fibra jista 'jipproduċi output standard f'diversi meded spettrali. Pereżempju, id-doping bl-atomi tal-ytterbium (Yb) jista 'jipproduċi output bejn 1030nm u 1080nm; id-doping bl-atomi tal-erbju (Er) jista 'jipproduċi wavelengths bejn 1500nm u 1570nm; id-doping bl-atomi tat-thulium (Tm) jista 'jipproduċi dawl 1900nm-2050nm. Iddoppja jew tripla l-frekwenza ta 'dawn il-linji bażiċi, u huwa laser li jista' jarmi raġġi ħodor (515nm-550nm) u raġġi ultravjola (-355nm).
Il-firxa li tista 'tintlaħaq mill-ispostament Raman tal-mewġ fundamentali ytterbium erbium hija estiża għal 1.15µm-1.8 µm. L-irduppjar ulterjuri tal-wavelength jippermetti lill-fibra tal-lejżer taħdem fil-medda tad-dawl viżibbli ta '515nm-635nm. Barra minn hekk, lejżer ibridu tal-istat solidu ppumpjat minn lejżer tal-fibra tal-mewġ kontinwu drogat bit-tulju jew l-erbju jista 'jipprovdi ħruġ ta' nofs l-infra-aħmar fil-medda ta '1.9 µm sa> 5 µm.
