მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერების ტექნიკური ევოლუცია

მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერების ტექნიკური ევოლუცია

ოპტიმიზაციაბოჭკოვანი ლაზერისტრუქტურა

1, სივრცის სინათლის ტუმბოს სტრუქტურა

ადრეული ბოჭკოვანი ლაზერები ძირითადად იყენებდნენ ოპტიკურ ტუმბოს,ლაზერულიგამომავალი, მისი გამომავალი სიმძლავრე დაბალია, რათა სწრაფად გაუმჯობესდეს ბოჭკოვანი ლაზერების გამომავალი სიმძლავრე მოკლე დროში უფრო დიდი სირთულეა. 1999 წელს ბოჭკოვანი ლაზერის კვლევისა და განვითარების ველის გამომავალი სიმძლავრე პირველად დაარღვია 10000 ვატი, ბოჭკოვანი ლაზერის სტრუქტურა ძირითადად გამოიყენება ოპტიკური ორმხრივი ტუმბოს გამოყენებით, რომელიც ქმნის რეზონატორს, ბოჭკოს დახრილობის ეფექტურობის გამოკვლევით. ლაზერმა 58,3% მიაღწია.
თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი ტუმბოს სინათლისა და ლაზერული შეერთების ტექნოლოგიის გამოყენებამ ბოჭკოვანი ლაზერების გამოსამუშავებლად შეიძლება ეფექტურად გააუმჯობესოს ბოჭკოვანი ლაზერების გამომავალი სიმძლავრე, მაგრამ ამავე დროს არსებობს სირთულე, რომელიც ხელს არ უწყობს ოპტიკურ ლინზებს ოპტიკური ბილიკის შესაქმნელად. მას შემდეგ, რაც ლაზერი უნდა გადაადგილდეს ოპტიკური ბილიკის აგების პროცესში, მაშინ ოპტიკური ბილიკი ასევე საჭიროებს ხელახლა მორგებას, რაც ზღუდავს ოპტიკური ტუმბოს სტრუქტურის ბოჭკოვანი ლაზერების ფართო გამოყენებას.

2, პირდაპირი ოსცილატორის სტრუქტურა და MOPA სტრუქტურა

ბოჭკოვანი ლაზერების შემუშავებით, მოპირკეთების დენის გამწმენდებმა თანდათან შეცვალა ლინზების კომპონენტები, გაამარტივა ბოჭკოვანი ლაზერების განვითარების საფეხურები და ირიბად აუმჯობესებს ბოჭკოვანი ლაზერების შენარჩუნების ეფექტურობას. განვითარების ეს ტენდენცია სიმბოლოა ბოჭკოვანი ლაზერების თანდათანობითი პრაქტიკულობის შესახებ. პირდაპირი ოსცილატორის სტრუქტურა და MOPA სტრუქტურა არის ბოჭკოვანი ლაზერების ორი ყველაზე გავრცელებული სტრუქტურა ბაზარზე. პირდაპირი ოსცილატორის სტრუქტურა არის ის, რომ ბადე ირჩევს ტალღის სიგრძეს რხევის პროცესში და შემდეგ გამოსცემს არჩეულ ტალღის სიგრძეს, ხოლო MOPA იყენებს ტალღის სიგრძეს, რომელიც არჩეულია ღერძით, როგორც სათესლე შუქი, და თესლის შუქი ძლიერდება პირველის მოქმედებით. - დონის გამაძლიერებელი, ასე რომ, ბოჭკოვანი ლაზერის გამომავალი სიმძლავრე ასევე გაუმჯობესდება გარკვეულწილად. დიდი ხნის განმავლობაში, ბოჭკოვანი ლაზერები MPOA სტრუქტურით გამოიყენებოდა, როგორც სასურველი სტრუქტურა მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერებისთვის. თუმცა, შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ამ სტრუქტურაში მაღალი სიმძლავრის გამომავალმა შეიძლება გამოიწვიოს ბოჭკოვანი ლაზერის შიგნით სივრცითი განაწილების არასტაბილურობა და გამომავალი ლაზერის სიკაშკაშე გარკვეულწილად იმოქმედებს, რაც ასევე პირდაპირ გავლენას ახდენს. მაღალი სიმძლავრის გამომავალი ეფექტის შესახებ.

სატუმბი ტექნოლოგიის განვითარებით

ადრეული იტერბიუმ-დოპირებული ბოჭკოვანი ლაზერის სატუმბი ტალღის სიგრძე ჩვეულებრივ 915 ნმ ან 975 ნმ-ია, მაგრამ ეს ორი სატუმბი ტალღის სიგრძე არის იტერბიუმის იონების შთანთქმის მწვერვალი, ამიტომ მას პირდაპირ ტუმბოს უწოდებენ, პირდაპირი ტუმბო არ ყოფილა ფართოდ გამოყენებული კვანტური დანაკარგის გამო. ზოლში ტუმბოს ტექნოლოგია არის პირდაპირი სატუმბი ტექნოლოგიის გაფართოება, რომელშიც ტალღის სიგრძე სატუმბი ტალღის სიგრძესა და გადამცემ ტალღის სიგრძეს შორის მსგავსია, ხოლო ზოლში ტუმბოს კვანტური დაკარგვის სიჩქარე უფრო მცირეა, ვიდრე პირდაპირი ტუმბოს.

მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერიტექნოლოგიის განვითარების შეფერხება

მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი ლაზერებს აქვს მაღალი გამოყენების ღირებულება სამხედრო, სამედიცინო და სხვა ინდუსტრიებში, ჩინეთმა ხელი შეუწყო ბოჭკოვანი ლაზერების ფართო გამოყენებას ტექნოლოგიური კვლევისა და განვითარების თითქმის 30 წლის განმავლობაში, მაგრამ თუ გსურთ, რომ ბოჭკოვანი ლაზერები უფრო მაღალი სიმძლავრის გამომუშავებას მოახდინონ, ჯერ კიდევ არსებობს არსებული ტექნოლოგიების მრავალი შეფერხება. მაგალითად, შეუძლია თუ არა ბოჭკოვანი ლაზერის გამომავალი სიმძლავრე მიაღწიოს ერთბოჭკოვანი ერთრეჟიმს 36,6 კვტ; სატუმბი სიმძლავრის გავლენა ბოჭკოვანი ლაზერის გამომავალი სიმძლავრეზე; თერმული ლინზების ეფექტის გავლენა ბოჭკოვანი ლაზერის გამომავალ სიმძლავრეზე.

გარდა ამისა, ბოჭკოვანი ლაზერის უფრო მაღალი სიმძლავრის გამომავალი ტექნოლოგიის კვლევამ ასევე უნდა გაითვალისწინოს განივი რეჟიმის სტაბილურობა და ფოტონის ჩაბნელების ეფექტი. გამოკვლევის შედეგად ირკვევა, რომ განივი რეჟიმის არასტაბილურობის გავლენის ფაქტორი არის ბოჭკოვანი გათბობა, ხოლო ფოტონის ჩაბნელების ეფექტი ძირითადად ეხება იმას, რომ როდესაც ბოჭკოვანი ლაზერი განუწყვეტლივ გამოსცემს ასობით ვატს ან რამდენიმე კილოვატს, გამომავალი სიმძლავრე აჩვენებს სწრაფი კლების ტენდენცია და არსებობს გარკვეული შეზღუდვა ბოჭკოვანი ლაზერის უწყვეტი მაღალი სიმძლავრის გამომუშავებაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ფოტონის ჩაბნელების ეფექტის კონკრეტული მიზეზები ამჟამად მკაფიოდ არ არის განსაზღვრული, ადამიანების უმეტესობას მიაჩნია, რომ ჟანგბადის დეფექტის ცენტრი და მუხტის გადაცემის შთანთქმა შეიძლება გამოიწვიოს ფოტონის ჩაბნელების ეფექტის წარმოქმნა. ამ ორ ფაქტორზე შემოთავაზებულია შემდეგი გზები ფოტონის გამუქების ეფექტის დასათრგუნად. როგორიცაა ალუმინი, ფოსფორი და ა.შ., რათა თავიდან იქნას აცილებული მუხტის გადაცემის შთანთქმა, შემდეგ კი ოპტიმიზირებული აქტიური ბოჭკოვანი ტესტირება და გამოყენება ხდება, სპეციფიკური სტანდარტია 3KW სიმძლავრის შენარჩუნება რამდენიმე საათის განმავლობაში და 1KW სიმძლავრის სტაბილური გამომუშავების შენარჩუნება 100 საათის განმავლობაში.