BWT ippropona t-teorija tal-arranġament spazjali dens (DSBC) u vverifika l-korrettezza tad-DSBC permezz tal-esperiment tas-sors tal-pompa fil-livell tal-kilowatt.Fil-preżent, il-qawwa ta 'tubu wieħed żdiedet għal 15W-30W@BPP≈5-12mm * mrad u l-effiċjenza elettro-ottika hija> 60%, li tippermetti lis-sors tal-pompa ta' qawwa għolja flimkien ma 'produzzjoni tal-fibra biex iżommu għoli output tal-luminożità filwaqt li jitnaqqas il-volum, Huwa possibbli li jitnaqqas il-piż u tittejjeb l-effiċjenza tal-konverżjoni elettro-ottika.
Bl-użu taċ-ċippa kurrenti, BWT rrealizza rispettivament sors ta 'pompa b'dijametru tal-qalba ta' 135μm NA0.22 output akkoppjat bil-fibra 420W wavelength-locked f'976nm, kwalità ≈ 500g;u dijametru tal-qalba ta '220μm NA0.22 fibra akkoppjata output 1000W wavelength wieħed 976nm (jew 915nm), kwalità ≈ 400g sors tal-pompa.
Fil-futur, bit-titjib tal-luminożità taċ-ċippa tas-semikondutturi u l-effiċjenza elettro-ottika, sorsi ta 'pompa ħfief u ta' qawwa għolja se jkollhom rwol insostitwibbli fil-manifattura ta 'sorsi tad-dawl tal-lejżer tal-fibra ta' volum żgħir ta 'qawwa għolja, u se jippromwovu b'mod attiv l-iżvilupp ta' applikazzjonijiet industrijali.
Introduzzjoni
Lejżers tal-fibra kibru malajr minħabba l-kwalità tar-raġġ eċċellenti tagħhom u l-kapaċitajiet ta 'espansjoni tal-enerġija flessibbli (kombinaturi tal-fibra).F'dawn l-aħħar snin, lejżers tal-fibra waħda b'modalità waħda huma limitati minn effetti TMI (instabilità tal-mod trasversali) u SRS, u l-qawwa tal-oxxillaturi tal-laser tal-fibra tal-ippumpjar dirett tas-semikondutturi hija limitata għal 5kW
[1].L-amplifikatur tal-lejżer jitwaqqaf ukoll f'10kW
[2].Għalkemm il-qawwa tal-ħruġ tista 'tiżdied billi jiżdied b'mod xieraq id-dijametru tal-qalba, il-kwalità tar-raġġ tal-ħruġ tonqos ukoll -1.Madankollu, id-domanda għat-titjib tal-luminożità tas-sorsi tal-pompa tas-semikondutturi għadha urġenti.
Ir-rekwiżiti għall-kwalità tar-raġġ fl-applikazzjonijiet tal-ipproċessar industrijali mhumiex neċessarjament b'mod wieħed.Sabiex tiżdied il-qawwa tal-fibra waħda, huma permessi ftit modi ta 'ordni baxx.Sa issa, sorsi tad-dawl tal-lejżer b'ħafna modi b'modalità waħda f'fibra waħda u raġġ magħquda bbażati fuq ippumpjar ta '976nm ta' aktar minn 5kW B'applikazzjonijiet ta 'lott (prinċipalment qtugħ u iwweldjar ta' materjali tal-metall), il-produzzjoni ta 'sorsi korrispondenti ta' pompa ta 'qawwa għolja huwa wkoll skalat f'lott.
Iżgħar, eħfef u aktar stabbli
Ir-relazzjoni bejn iċ-ċippa tas-semikondutturi BPP u l-luminożità tas-sors tal-pompa
Tliet snin ilu, il-luminożità ta 'ċipep 9xxnm kienet l-aktar fil-livell ta' wisa 'ta' strixxa 3W/mm*mrad@12W-100μm & wisa 'ta' strixxa 2W/mm*mrad@18W-200μm.Ibbażat fuq tali ċipep, BWT jikseb 600W u 1000W 200μm NA0.22 fibra akkoppjata output-1.
Fil-preżent, il-luminożità ta 'ċipep 9xxnm kisbet wisa' ta 'strixxa ta' 3.75W/mm*mrad@15W-100μm & wisa 'ta' strixxa 3W/mm*mrad@30W-230μm, u l-effiċjenza elettro-ottika bażikament tinżamm madwar 60%.
Skont it-teorija tal-arranġament spazjali dens [6], huwa kkalkulat skont l-effiċjenza medja tal-akkoppjar tal-fibra ta '78% (emissjoni tal-laser mill-output tal-igganċjar taċ-ċippa għall-fibra: raġġ spazjali ta' tul ta 'mewġ wieħed u raġġ ta' polarizzazzjoni li jgħaqqad mingħajr VBG), u huwa preżunt li ċ-ċippa taħdem bl-ogħla qawwa (Iċ-ċippa BPP hija differenti f'kurrenti differenti), aħna kkumpilajna mappa tad-dejta kif ġej:
* Luminożità taċ-ċippa VS Qawwa tal-Output tal-Ikkoppjar tal-Fibra tad-Dijametru tal-Qofol differenti
Jista 'jinstab mill-figura ta' hawn fuq li meta ċerta fibra (dijametru tal-qalba u NA hija ffissata) tikseb output ta 'akkoppjar ta' qawwa speċifika, għal ċipep b'luminożità differenti, in-numru ta 'ċipep huwa differenti, u l-volum u l-piż tas-sors tal-pompa huma wkoll differenti.Għar-rekwiżiti tal-ippumpjar tal-laser tal-fibra, jekk jintgħażel is-sors tal-pompa magħmul miċ-ċipep ta 'hawn fuq b'luminożità differenti, il-piż u l-volum tal-laser tal-fibra tal-istess qawwa huma kompletament differenti, u l-konfigurazzjoni tas-sistema tat-tkessiħ tal-ilma hija wkoll pjuttost differenti.
Effiċjenza għolja, daqs żgħir u piż ħafif huma x-xejriet inevitabbli fl-iżvilupp ta 'sorsi tad-dawl tal-lejżer futuri (kemm jekk lejżers dajowd, lejżers fi stat solidu jew lejżers tal-fibra), u l-luminożità, l-effiċjenza u l-qawwa taċ-ċipep tas-semikondutturi għandhom rwol deċiżiv fih .
Ħfief, luminożità għolja, sors ta 'pompa ta' qawwa għolja
Sabiex tadatta għall-combiner tal-fibra, għażilna speċifikazzjonijiet komuni tal-fibra: 135μm NA0.22 u 220μm NA0.22.Id-disinn ottiku taż-żewġ sorsi tal-pompa jadotta arranġament spazjali dens u raġġ ta 'polarizzazzjoni li jgħaqqad.
Fosthom, il-420WLD jadotta ċippa ta '3.75W/mm*mrad@15W u fibra 135μm NA0.22, u għandha qfil VBG wavelength, li jissodisfa r-rekwiżiti ta' qfil tal-mewġ tal-qawwa ta '30-100%, u l-effiċjenza elettro-ottika hija 41% .Il-korp LD huwa magħmul minn materjal ta 'liga tal-aluminju u struttura sandwich [5].Iċ-ċipep ta 'fuq u t'isfel jaqsmu l-kanal tat-tkessiħ tal-ilma, li jtejjeb l-użu tal-ispazju.L-arranġament tal-post tad-dawl, l-ispettru u l-output tal-enerġija (qawwa fil-fibra) huma murija fil-figura:
*420W@135μm NA0.22 LD
Aħna għażilna 6 LDs għal testijiet ta 'xokk u vibrazzjoni f'temperatura għolja u baxxa.Id-dejta tat-test hija kif ġej:
*Test tal-impatt tat-temperatura għolja u baxxa
*Test tal-vibrazzjoni
L-1000WLD jadotta ċippa 3W/mm*mrad@30W u fibra NA0.22 220μm, li tikseb output akkoppjat bil-fibra 915nm u 976nm ta '1000W rispettivament, u l-effiċjenza elettro-ottika hija> 44%.Il-korp LD huwa wkoll magħmul minn materjal ta 'liga tal-aluminju.Sabiex issegwi proporzjon ogħla ta 'qawwa għall-massa, il-qoxra LD ġiet issimplifikata taħt il-kundizzjoni li tiġi żgurata s-saħħa strutturali.Il-kwalità LD, l-arranġament tal-post u l-qawwa tal-ħruġ (qawwa fil-fibra) huma kif ġej:
*1000W@220μm NA0.22 LD
Sabiex ittejjeb l-affidabbiltà tas-sors tal-pompa, il-fibra tat-tarf tal-akkoppjar tadotta fużjoni tat-tarf tat-tarf tal-kwarz u teknoloġija ta 'filtrazzjoni tad-dawl tal-kisi, li tagħmel it-temperatura tal-fibra barra s-sors tal-pompa qrib it-temperatura tal-kamra.Ġew magħżula sitt 976nmLD għal testijiet ta 'xokk u vibrazzjoni f'temperatura għolja u baxxa.Ir-riżultati tat-test huma kif ġej:
*Test tal-impatt tat-temperatura għolja u baxxa
*Test tal-impatt tat-temperatura għolja u baxxa
*Test tal-vibrazzjoni
Konklużjoni
Il-kisba ta 'output ta' luminożità għolja tiġi għad-detriment tal-effiċjenza elettro-ottika, jiġifieri, l-ogħla qawwa tal-ħruġ u l-ogħla effiċjenza elettro-ottika ma jistgħux jinkisbu fl-istess ħin, li hija determinata mill-luminożità taċ-ċippa u l-frekwenza normalizzata tal-igganċjar fibra.Fir-raġġ spazjali b'ħafna tubi wieħed li jgħaqqad it-teknoloġija, il-luminożità u l-effiċjenza huma dejjem l-għanijiet li ma jistgħux jintlaħqu fl-istess ħin.Il-bilanċ tal-effiċjenza elettro-ottika u l-qawwa għandu jiġi determinat skont l-applikazzjoni speċifika.
Referenzi
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Analiżi tal-prestazzjoni ta 'Multi-kW ta' setup ta 'amplifikatur u oxxillatur monolitiku monolitiku doped Yb," Fiber Lasers XVI: Teknoloġija u Sistemi (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, et al, "Il-laser tal-fibra drogat YDF prodott domestikament taċ-Ċina kiseb output ta '20kW minn fibra waħda," Ġurnal Ċiniż tal-Lejżers, 48(09),(2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Homemade 10-kW Ytterbium-Doped Aluminophosphosilicate Fiber for Tandem Pumping," Chinese Journal of Lasers, 47(3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W high brightness diode laser pumping source," Spie Laser,1008603,(2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "Laser tad-dijodu dirett tal-klassi KW ta 'luminożità għolja," Teknoloġija tal-lejżer tad-diode ta' qawwa għolja XVI, Teknoloġija tal-lejżer tad-dijodu ta 'qawwa għolja XVI, (2018).
Imwaqqfa fl-2003, BWT hija fornitur globali ta 'servizz ta' soluzzjoni tal-lejżer.Bil-missjoni ta '"Let the Dream Drive the Light" u l-valuri ta' "Innovazzjoni Pendenti", il-kumpanija hija impenjata li toħloq prodotti tal-laser aħjar u tipprovdi lejżers dajowd, lejżers tal-fibra, prodotti tal-laser ultraveloċi u soluzzjonijiet għall-klijenti globali.S'issa, aktar minn 10 miljun laser BWT qed jaħdmu b'mod stabbli onlajn f'aktar minn 70 pajjiż u reġjun madwar id-dinja.
Ħin tal-post: Mejju-11-2022