Výzvy, kterým čelí vysoce výkonné kontinuální vláknové lasery dopované thuliem

Výzvy, kterým čelí vysoce výkonné kontinuální vláknové lasery dopované thuliem Během posledních dvou desetiletí se výstupní výkon kontinuálních vláknových laserů dotovaných thuliem dramaticky zvýšil. Výstupní výkon jediného celovláknového oscilátoru přesáhl 500 W; celovláknová struktura MOPA dosáhla výstupního výkonu kilowattů. Stále však existuje mnoho problémů, které omezují další vylepšení výkonu.

Za prvé, při zvýšení výkonu bude systém generovat velké množství tepla, které vážně ovlivní zvýšení výstupního výkonu a stabilitu laseru a může dokonce způsobit poškození laseru. Proto je efektivní odvod tepla zásadní. Použitím vícestupňové zesilovací struktury lze efektivně rozptýlit distribuci tepla systému a snížit tlak na tepelné řízení. Použití zdroje čerpadla s vlnovou délkou blízkou vlnové délce laseru může snížit kvantové ztráty a snížit produkci tepla. Některá nová optická vlákna s dobrými vlastnostmi rozptylu tepla, jako jsou optická vlákna s kovovým pláštěm, navíc poskytují nové nápady pro tepelný management.

Za druhé, čím vyšší je výstupní výkon laseru, tím zjevnější bude mít nelineární efekt v optickém vláknu na zvýšení výkonu. Některá nová vlákna fotonického krystalu s velkým videm pole mají vyšší nelineární prahové hodnoty, což může účinně snížit dopad nelineárních efektů.

Kromě vlivu teploty a nelineárních efektů výkon 2μm optických vláknových zařízení také do určité míry omezuje zlepšení výstupního výkonu. Když výkon překročí maximální výkon zařízení s optickým vláknem, zařízení se poškodí a vysoký výkon způsobí Zvýšená teplota ovlivňuje výkon zařízení s optickým vláknem.

Proto je vývoj vysoce stabilních a vysoce výkonných optických vláknových zařízení důležitým způsobem, jak dále zvýšit výstupní výkon thuliem dopovaných vláknových laserů. Kromě toho, účinnost absorpce světla čerpadla ziskovým vláknem a jas zdroje čerpadla jsou také důležité faktory ovlivňující zvýšení výkonu.

Obecně řečeno, zlepšení výstupního výkonu thuliem dopovaných vláknových laserů může začít od aspektů dosažení efektivní regulace teploty, vývoje vysoce účinných thuliem dopovaných vláken, překonání nelineárních efektů, zlepšení výkonu vláknového zařízení, optimalizace struktury systému a zlepšení zdroje čerpadla. jas.