• ulo_banner_01

Gisugyot sa BWT ang teorya sa dense spatial arrangement (DSBC) ug gipamatud-an ang katukma sa DSBC pinaagi sa eksperimento sa kilowatt-level nga tinubdan sa bomba.Sa pagkakaron, ang gahum sa usa ka tubo nadugangan ngadto sa 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad ug ang electro-optical efficiency mao ang> 60%, nga makapahimo sa high-power pump source inubanan sa fiber output sa pagpadayon sa taas kahayag output samtang pagkunhod sa gidaghanon, Kini mao ang posible nga sa pagpakunhod sa gibug-aton ug sa pagpalambo sa electro-optical pagkakabig efficiency.

Gamit ang kasamtangan nga chip, ang BWT nakaamgo sa usa ka tinubdan sa bomba nga adunay usa ka kinauyokan nga diametro sa 135μm NA0.22 fiber-coupled output 420W wavelength-locked sa 976nm, kalidad ≈ 500g;ug usa ka kinauyokan nga diametro sa 220μm NA0.22 fiber inubanan sa output 1000W single wavelength 976nm (o 915nm), kalidad ≈ 400g pump tinubdan.

Sa umaabot, uban ang pag-uswag sa semiconductor chip nga kahayag ug electro-optical efficiency, ang gaan ug taas nga gahum nga mga tinubdan sa bomba magdula sa usa ka dili mapulihan nga papel sa paghimo sa gamay nga gidaghanon nga high-power nga fiber laser nga mga tinubdan sa kahayag, ug aktibo nga nagpasiugda sa kalamboan sa mga aplikasyon sa industriya.

Pasiuna
Ang mga fiber laser kusog nga mitubo tungod sa ilang maayo kaayo nga kalidad sa beam ug flexible power expansion nga kapabilidad (fiber combiners).Sa bag-ohay nga mga tuig, ang single-mode single-fiber fiber lasers limitado sa TMI (transverse mode instability) ug SRS effects, ug ang gahum sa semiconductor direct pumping fiber laser oscillators limitado sa 5kW
[1].Ang laser amplifier gihunong usab sa 10kW
[2].Bisan kung ang gahum sa output mahimong madugangan pinaagi sa tukma nga pagdugang sa diameter sa core, ang kalidad sa output beam usab mikunhod -1.Bisan pa, ang panginahanglan alang sa pagpaayo sa kahayag sa mga gigikanan sa semiconductor pump dinalian gihapon.
Ang mga kinahanglanon alang sa kalidad sa beam sa mga aplikasyon sa pagproseso sa industriya dili kinahanglan nga usa ka mode.Aron madugangan ang gahum sa single-fiber, gitugotan ang pipila ka mga mode nga low-order.Hangtud karon, pipila ka mode nga single-fiber ug beam-combined multi-mode laser light sources base sa 976nm pumping nga labaw sa 5kW Uban sa batch applications (panguna nga pagputol ug welding sa metal nga mga materyales), ang produksyon sa katugbang nga high-power pump nga mga tinubdan batch-scaled usab.
Mas gamay, mas gaan ug mas lig-on
Ang relasyon tali sa semiconductor chip BPP ug ang kahayag sa tinubdan sa bomba
Tulo ka tuig ang milabay, ang kahayag sa 9xxnm chips kasagaran anaa sa lebel sa 3W/mm*mrad@12W-100μm strip width & 2W/mm*mrad@18W-200μm strip width.Base sa maong mga chips, ang BWT nakab-ot ang 600W ug 1000W 200μm NA0.22 fiber-coupled output-1.
Sa pagkakaron, ang kahayag sa 9xxnm chips nakab-ot ang 3.75W/mm*mrad@15W-100μm strip width & 3W/mm*mrad@30W-230μm strip width, ug ang electro-optical efficiency kay batakan nga gimintinar sa 60%.
Sumala sa teorya sa dasok nga spatial nga kahikayan [6], kini gikalkulo sumala sa kasagaran nga fiber coupling efficiency sa 78% (laser emission gikan sa chip ngadto sa fiber coupling output: single-wavelength spatial beam combinging ug polarization beam combining without VBG), ug gituohan nga ang chip nagtrabaho sa pinakataas nga gahum ( Ang chip BPP lahi sa lain-laing mga sulog), kami nag-compile sa usa ka data nga mapa sama sa mosunod:

taas (1)

* Chip Brightness VS Lainlain nga Core Diameter Fiber Coupling Output Power

Makit-an gikan sa numero sa ibabaw nga kung ang usa ka piho nga lanot (ang diyametro sa kinauyokan ug NA gitakda) nakab-ot ang usa ka piho nga output sa pagdugtong sa gahum, alang sa mga chips nga adunay lainlaing kahayag, lahi ang gidaghanon sa mga chips, ug ang gidaghanon ug gibug-aton sa gigikanan sa bomba. lahi usab.Alang sa mga kinahanglanon sa pumping sa fiber laser, kung gipili ang gigikanan sa bomba nga gihimo sa mga chip sa ibabaw nga adunay lainlaing kahayag, ang gibug-aton ug gidaghanon sa fiber laser sa parehas nga gahum hingpit nga lahi, ug ang pagsumpo sa sistema sa pagpabugnaw sa tubig usab. lahi kaayo.
Ang taas nga kahusayan, gamay nga gidak-on ug gaan nga gibug-aton mao ang dili kalikayan nga mga uso sa pag-uswag sa umaabot nga mga gigikanan sa suga sa laser (bisan ang mga diode laser, solid-state laser o fiber laser), ug ang kahayag, kahusayan ug gahum sa mga semiconductor chips adunay hinungdanon nga papel niini. .
Ang gaan, taas nga kahayag, taas nga gigikanan sa bomba sa kuryente
Aron makapahiangay sa fiber combiner, gipili namo ang kasagarang mga detalye sa fiber: 135μm NA0.22 ug 220μm NA0.22.Ang optical nga disenyo sa duha ka tinubdan sa bomba nagsagop sa dasok nga spatial nga kahikayan ug polarization beam nga naghiusa.
Lakip niini, ang 420WLD nagsagop sa 3.75W / mm * mrad@15W chip ug 135μm NA0.22 fiber, ug adunay VBG wavelength locking, nga nagtagbo sa mga kinahanglanon sa 30-100% power wave locking, ug ang electro-optical efficiency mao ang 41% .Ang LD nga lawas gihimo sa aluminum alloy nga materyal ug sandwich structure [5].Ang ibabaw ug ubos nga mga chip nag-ambit sa channel sa pagpabugnaw sa tubig, nga nagpauswag sa paggamit sa wanang.Ang kahikayan sa light spot, spectrum ug power output (gahum sa fiber) gipakita sa numero:

taas (2)
*420W@135μm NA0.22 LD

Gipili namo ang 6 ka LD alang sa taas ug ubos nga temperatura nga shock ug vibration nga mga pagsulay.Ang datos sa pagsulay mao ang mosunod:

taas (3)
* Taas ug ubos nga temperatura epekto pagsulay

taas (4)
* Pagsulay sa vibration

Ang 1000WLD nagsagop sa usa ka 3W / mm * mrad@30W chip ug usa ka 220μm NA0.22 fiber, nga nakab-ot ang 915nm ug 976nm fiber-coupled output sa 1000W matag usa, ug ang electro-optical efficiency mao ang> 44%.Ang LD nga lawas gihimo usab sa aluminum alloy nga materyal.Aron mapadayon ang mas taas nga power-to-mass ratio, ang LD shell gipasimple ubos sa kondisyon sa pagsiguro sa structural strength.Ang kalidad sa LD, paghan-ay sa lugar ug gahum sa output (gahum sa fiber) mao ang mga musunud:

taas (5)
*1000W@220μm NA0.22 LD

Aron mapauswag ang pagkakasaligan sa gigikanan sa bomba, ang coupling end fiber nagsagop sa quartz end cap fusion ug cladding light filtering technology, nga naghimo sa temperatura sa fiber sa gawas sa pump source duol sa temperatura sa lawak.Unom ka 976nmLDs ang gipili alang sa taas ug ubos nga temperatura nga shock ug vibration nga mga pagsulay.Ang mga resulta sa pagsulay mao ang mosunod:

taas (6)
* Taas ug ubos nga temperatura epekto pagsulay
* Taas ug ubos nga temperatura epekto pagsulay

taas (7)
* Pagsulay sa vibration

Konklusyon
Ang pagkab-ot sa taas nga kahayag nga output moabut sa gasto sa electro-optical efficiency, nga mao, ang pinakataas nga output power ug ang pinakataas nga electro-optical efficiency dili makuha sa samang higayon, nga gitino sa chip brightness ug ang normalized frequency sa coupling lanot.Sa multi-single-tube spatial beam nga naghiusa sa teknolohiya, ang kahayag ug kaepektibo mao ang kanunay nga mga tumong nga dili makab-ot sa samang higayon.Ang balanse sa electro-optical efficiency ug gahum kinahanglan nga determinado sumala sa piho nga aplikasyon.

Mga pakisayran
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Multi-kW performance analysis sa Yb-doped monolithic single-mode amplifier ug oscillator setup," Fiber Lasers XVI: Technology and Systems (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, "Ang domestic nga gihimo sa China nga YDF doped fiber laser nakab-ot ang 20kW nga output gikan sa usa ka fiber," Chinese Journal of Lasers, 48(09),(2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Homemade 10-kW Ytterbium-Doped Aluminophosphosilicate Fiber para sa Tandem Pumping," Chinese Journal of Lasers, 47(3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W taas nga kahayag diode laser pumping tinubdan," Spie Laser, 1008603, (2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "Taas nga kahayag KW-klase direkta nga diode laser," High-gahum Diode Laser Technology XVI, High-Power Diode Laser Technology XVI, (2018).
Gitukod sa 2003, ang BWT usa ka global nga laser solution service provider.Uban sa misyon sa "Let the Dream Drive the Light" ug ang mga mithi sa "Outstanding Innovation", ang kompanya komitado sa pagmugna og mas maayo nga mga produkto sa laser ug paghatag og diode lasers, fiber lasers, ultrafast laser nga mga produkto ug mga solusyon alang sa global nga mga kustomer.Hangtod karon, labaw pa sa 10 milyon nga BWT laser ang nagdagan nga lig-on online sa labaw sa 70 nga mga nasud ug rehiyon sa tibuuk kalibutan.


Panahon sa pag-post: Mayo-11-2022