BWT پيش ڪيو آهي نظريو آف ڊنس اسپيشل ترتيب (DSBC) ۽ ڪلوواٽ-سطح پمپ ماخذ جي تجربي ذريعي DSBC جي درستي جي تصديق ڪئي.هن وقت، هڪ واحد ٽيوب جي طاقت کي وڌايو ويو آهي 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad ۽ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي >60٪ آهي، جيڪا اعلي طاقت جي پمپ جي ذريعن کي فائبر آئوٽ سان گڏ اعلي طاقت برقرار رکڻ جي قابل بڻائي ٿي. چمڪ جي پيداوار حجم گھٽائڻ دوران، وزن گھٽائڻ ۽ اليڪٽررو-آپٽيڪل تبادلي جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ ممڪن آھي.
موجوده چپ کي استعمال ڪندي، BWT ترتيب سان هڪ پمپ ماخذ محسوس ڪيو آهي جنهن جو بنيادي قطر 135μm NA0.22 فائبر-ڪپلڊ آئوٽ 420W واهولائي-بند ٿيل 976nm تي، معيار ≈ 500g؛۽ هڪ بنيادي قطر 220μm NA0.22 فائبر ملائي پيداوار 1000W سنگل ويڪرائي ڦاڪ 976nm (يا 915nm)، معيار ≈ 400g پمپ ذريعو.
مستقبل ۾، سيميڪنڊڪٽر چپ جي روشني ۽ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي جي بهتري سان، هلڪو وزن ۽ اعلي طاقت پمپ ذريعن کي ننڍي مقدار جي اعلي طاقت فائبر ليزر لائيٽ ذريعن جي تعمير ۾ هڪ ناقابل ڪردار ڪردار ادا ڪندو، ۽ فعال طور تي ترقي کي فروغ ڏيندو. صنعتي ايپليڪيشنون.
تعارف
فائبر ليزر تيزيءَ سان وڌيا آهن انهن جي شاندار بيم جي معيار ۽ لچڪدار طاقت جي توسيع جي صلاحيتن جي ڪري (فائبر ڪمبينرز).تازن سالن ۾، سنگل موڊ سنگل فائبر فائبر ليزر TMI (transverse mode instability) ۽ SRS اثرات جي ڪري محدود آھن، ۽ سيمي ڪنڊڪٽر سڌو پمپنگ فائبر ليزر اوسيليٽرز جي طاقت 5kW تائين محدود آھي.
[1].ليزر ايمپليفائر پڻ 10kW تي روڪيو ويو آهي
[2].جيتوڻيڪ آئوٽ پٽ پاور کي مناسب طور تي بنيادي قطر کي وڌائڻ سان وڌائي سگھجي ٿو، آئوٽ بيم معيار پڻ گھٽجي ٿو -1.تنهن هوندي به، سيمي ڪنڊڪٽر پمپ ذريعن جي روشني کي بهتر ڪرڻ جو مطالبو اڃا تائين تڪڙو آهي.
صنعتي پروسيسنگ ايپليڪيشنن ۾ بيم معيار جي گهرج لازمي طور تي واحد موڊ نه آهن.اڪيلو فائبر جي طاقت کي وڌائڻ لاء، ڪجھ گھٽ آرڊر جي طريقن جي اجازت ڏني وئي آھي.هينئر تائين، چند موڊ سنگل فائبر ۽ بيم گڏيل ملٽي موڊ ليزر لائٽ ذريعن جي بنياد تي 976nm پمپنگ 5kW کان وڌيڪ بيچ ايپليڪيشنن سان (خاص طور تي دھات جي مواد جي ڪٽڻ ۽ ويلڊنگ)، لاڳاپيل اعلي طاقت پمپ ذريعن جي پيداوار پڻ بيچ اسڪيل ٿيل آهي.
ننڍو، لائٽر ۽ وڌيڪ مستحڪم
سيمڪوڊڪٽر چپ بي پي پي جي وچ ۾ لاڳاپا ۽ پمپ جو ذريعو جي روشني
ٽي سال اڳ، 9xxnm چپس جي چمڪ گهڻو ڪري 3W/mm*mrad@12W-100μm پٽي ويڪر ۽ 2W/mm*mrad@18W-200μm پٽي ويڪر جي سطح تي هئي.اهڙين چپس جي بنياد تي، BWT حاصل ڪري ٿو 600W ۽ 1000W 200μm NA0.22 فائبر ملندڙ پيداوار-1.
في الحال، 9xxnm چپس جي چمڪ حاصل ڪئي آهي 3.75W/mm*mrad@15W-100μm پٽي چوٽي ۽ 3W/mm*mrad@30W-230μm پٽي ويڪر، ۽ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي بنيادي طور تي 60٪ تي برقرار رکي ٿي.
ٿلهي فضائي ترتيب جي نظريي مطابق [6]، اهو 78٪ جي اوسط فائبر ملائڻ جي ڪارڪردگيءَ جي حساب سان ڪيو ويو آهي (چپ کان فائبر ڪوپلنگ آئوٽ پُٽ تائين ليزر جو اخراج: سنگل ويولنگٿ اسپيشل بيم ڪمبائننگ ۽ پولرائزيشن بيم گڏ ڪرڻ VBG کان سواءِ)، ۽ اهو فرض ڪيو ويو آهي ته چپ تمام گهڻي طاقت تي ڪم ڪري ٿي (چپ بي پي پي مختلف وهڪرن تي مختلف آهي)، اسان هيٺ ڏنل ڊيٽا ميپ مرتب ڪيو آهي:
* چپ جي روشني VS مختلف ڪور قطر فائبر ڪپلنگ آئوٽ پٽ پاور
مٿين انگن اکرن مان اهو معلوم ڪري سگهجي ٿو ته جڏهن هڪ خاص فائبر (بنيادي قطر ۽ اين اي مقرر ٿيل آهي) هڪ مخصوص پاور ملائڻ جي پيداوار حاصل ڪري ٿي، مختلف چمڪ سان چپس لاء، چپس جو تعداد مختلف آهي، ۽ پمپ جو حجم ۽ وزن. پڻ مختلف آهن.فائبر ليزر جي پمپنگ جي ضرورتن لاءِ، جيڪڏهن مٿي ڏنل چپس مان ٺهيل پمپ جو سرچشمو مختلف چمڪ سان چونڊيو وڃي ته، ساڳئي طاقت جي فائبر ليزر جو وزن ۽ حجم مڪمل طور تي مختلف آهن، ۽ پاڻي جي کولنگ سسٽم جي تشڪيل پڻ آهي. بلڪل مختلف.
اعليٰ ڪارڪردگي، ننڍي سائيز ۽ هلڪو وزن مستقبل جي ليزر لائيٽ ذريعن جي ترقيءَ ۾ ناگزير رجحانات آهن (ڇا ڊاءِڊ ليزر، سولڊ اسٽيٽ ليزر يا فائبر ليزر)، ۽ سيمي ڪنڊڪٽر چپس جي چمڪ، ڪارڪردگي ۽ طاقت ان ۾ فيصلو ڪندڙ ڪردار ادا ڪن ٿا. .
هلڪو وزن، تيز روشني، اعلي طاقت پمپ جو ذريعو
فائبر ملائيندڙ کي ترتيب ڏيڻ لاء، اسان عام فائبر وضاحتن کي چونڊيو: 135μm NA0.22 ۽ 220μm NA0.22.ٻن پمپ ذريعن جي آپٽيڪل ڊيزائن کي گندو فضائي ترتيب ۽ پولرائزيشن بيم گڏ ڪرڻ کي اختيار ڪري ٿو.
انهن مان، 420WLD 3.75W/mm*mrad@15W چپ ۽ 135μm NA0.22 فائبر اختيار ڪري ٿو، ۽ ان ۾ VBG واهولائي لاڪنگ آهي، جيڪا 30-100٪ پاور وول لاڪنگ جي گهرج پوري ڪري ٿي، ۽ اليڪٽررو آپٽيڪل ڪارڪردگي 41٪ آهي. .ايل ڊي جسم ايلومينيم مصر جي مواد ۽ سینڈوچ جي جوڙجڪ مان ٺهيل آهي [5].مٿيون ۽ هيٺيون چپس واٽر کولنگ چينل کي شيئر ڪن ٿيون، جيڪو خلا جي استعمال کي بهتر بڻائي ٿو.روشني واري جڳهه جي ترتيب، اسپيڪٽرم ۽ پاور آئوٽ (فائبر ۾ طاقت) شڪل ۾ ڏيکاريل آهن:
*420W@135μm NA0.22 LD
اسان چونڊيو 6 LDs اعلي ۽ گهٽ درجه حرارت جھٽڪو ۽ کمپن ٽيسٽ لاءِ.ٽيسٽ ڊيٽا هن ريت آهن:
* اعلي ۽ گهٽ درجه حرارت اثر ٽيسٽ
* وائبريشن ٽيسٽ
1000WLD هڪ 3W/mm*mrad@30W چپ ۽ هڪ 220μm NA0.22 فائبر اختيار ڪري ٿو، جيڪو 1000W جي ترتيب سان 915nm ۽ 976nm فائبر ملائي پيداوار حاصل ڪري ٿو، ۽ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي > 44٪ آهي.ايل ڊي جسم پڻ ايلومينيم مصر جي مواد مان ٺهيل آهي.اعلي طاقت-کان-ماس تناسب جي پيروي ڪرڻ لاء، LD شيل کي ڍانچي جي طاقت کي يقيني بڻائڻ جي شرط تحت آسان ڪيو ويو آهي.ايل ڊي جي معيار، جڳهه جي ترتيب ۽ آئوٽ پاور (فائبر ۾ طاقت) هن ريت آهن:
*1000W@220μm NA0.22 LD
پمپ ماخذ جي اعتبار کي بهتر بڻائڻ لاءِ، ڪپلنگ اينڊ فائبر ڪوارٽز اينڊ ڪيپ فيوزن ۽ ڪلڊنگ لائٽ فلٽرنگ ٽيڪنالاجي کي اختيار ڪري ٿي، جيڪا فائبر جي گرمي پد کي پمپ ماخذ کان ٻاهر ڪمري جي حرارت جي ويجهو رکي ٿي.ڇهه 976nmLDs اعلي ۽ گهٽ درجه حرارت جھٽڪو ۽ کمپن ٽيسٽ لاء چونڊيو ويو.امتحان جا نتيجا هن ريت آهن:
* اعلي ۽ گهٽ درجه حرارت اثر ٽيسٽ
* اعلي ۽ گهٽ درجه حرارت اثر ٽيسٽ
* وائبريشن ٽيسٽ
نتيجو
اعلي چمڪ جي پيداوار حاصل ڪرڻ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي جي خرچ تي اچي ٿي، اهو آهي، سڀ کان وڌيڪ پيداوار جي طاقت ۽ سڀ کان وڌيڪ اليڪٽررو-آپٽيڪل ڪارڪردگي هڪ ئي وقت ۾ حاصل نه ٿي ڪري سگهجي، جيڪا چپ جي چمڪ ۽ ملائڻ جي معمولي تعدد جي ذريعي طئي ڪئي ويندي آهي. فائبرملٽي سنگل ٽيوب اسپيشل بيم کي گڏ ڪرڻ واري ٽيڪنالاجي ۾، چمڪ ۽ ڪارڪردگي هميشه اهي مقصد آهن جيڪي هڪ ئي وقت حاصل نٿا ڪري سگهن.اليڪٽررو-نظرياتي ڪارڪردگي ۽ طاقت جو توازن مخصوص ايپليڪيشن جي مطابق طئي ڪيو وڃي.
حوالا
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Yb-doped monolithic single-mode amplifier and oscillator setup جو Multi-kW ڪارڪردگي جو تجزيو،" Fiber Lasers XVI: ٽيڪنالاجي ۽ سسٽم (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, “Diffraction Limited Ultra-High-Power Fiber Lasers,” Advanced Solid-stat Photonics (2010).
[3] Haoxing Lin, Li Ni, Kun Peng, et al, "چين جي گھريلو پيداوار YDF ڊاپڊ فائبر ليزر ھڪڙي فائبر مان 20kW پيداوار حاصل ڪئي،" چيني جرنل آف ليزر، 48(09)، (2021).
[4] ڪانگ گاو، جيانگيون دائي، فينگيون لي، وغيره، ”گھر ۾ ٺهيل 10-kW Ytterbium-Doped Aluminophosphosilicate Fiber for Tandem Pumping،“ چيني جرنل آف ليزر، 47(3)، (2020).
[5] دان زو، زيجي گو، ٽوجيا ژانگ، وغيره، "600 W اعلي روشني ڊيوڊ ليزر پمپنگ جو ذريعو،" اسپي ليزر، 1008603، (2017).
[6] Dan Xu، Zhijie Guo، Di Ma، et al، "High brightness KW-class direct diode laser," High-power Diode Laser Technology XVI, High-Power Diode Laser Technology XVI, (2018).
2003 ۾ قائم ٿيو، BWT هڪ گلوبل ليزر حل سروس فراهم ڪندڙ آهي."Let the Dream Drive the Light" جي مشن ۽ "Outstanding Innovation" جي قدرن سان، ڪمپني بهتر ليزر پراڊڪٽس ٺاهڻ ۽ عالمي گراهڪن لاءِ ڊيوڊ ليزر، فائبر ليزر، الٽرا فاسٽ ليزر پروڊڪٽس ۽ حل فراهم ڪرڻ لاءِ پرعزم آهي.هينئر تائين، 10 ملين کان وڌيڪ BWT ليزر دنيا جي 70 کان وڌيڪ ملڪن ۽ علائقن ۾ مستحڪم طور تي آن لائن هلائي رهيا آهن.
پوسٽ ٽائيم: مئي-11-2022