Yuqori quvvat, qisqaroq impulslar va kuchli yorqinlik - bu lazer texnologiyasini rivojlantirishning doimiy izlanishlari. Impulsli lazerlarni sanoatda qo'llashda qisqa impulslar va yuqori tepalik qiymatlari materialni qayta ishlash effektiga muhim ta'sir ko'rsatadi. Qattiq holatdagi lazerlar bilan solishtirganda, tolali lazerlar o'rtacha quvvatda ko'proq afzalliklarga ega, ammo eng yuqori quvvatda sezilarli darajada cheklangan. Uzoq vaqt davomida tolali puls lazerlarining zarba kengligi ns dan ortiq, eng yuqori qiymati 15 kVt dan kam va standart 100ns 1mJ bilan cheklangan.
Impulsning maksimal quvvatini oshirish usullari
1-rasmda ko'rsatilgan lazer zarbasi ketma-ketligida tepalik quvvati impuls energiyasining puls kengligiga bo'linishiga teng. Shuning uchun, bir xil energiya sharoitida, zarba kengligini qisqartirish, eng yuqori quvvatni sezilarli darajada oshirishi mumkin. Bir xil impuls kengligi sharoitida, tepalik qiymatini oshirish puls energiyasini oshirishi mumkin.
Hozirgi vaqtda asosiy sanoat bozorida joylashgan qattiq pulsli lazerlar orasida nanosoniyali puls kengligi lazerlarining energiyasi mJ darajasiga yetishi mumkin. 1mJ energiya va 10ns impuls kengligida hisoblangan eng yuqori quvvat 100kVt ga yetishi mumkin. Pikosoniyali impulsli lazerlarning energiyasi 300 mkJ atrofida. 10ps da hisoblangan eng yuqori quvvat 30 MVt ga yetishi mumkin. Femtosekundli puls lazerlarining energiyasi 100 mkJ va zarba kengligi 500 fs, shuning uchun eng yuqori quvvat 200 MVt ga etadi. Taqqoslash uchun, an'anaviy MOPA nanosekundli impuls lazerlarining maksimal quvvati 10 kVt atrofida bo'lib, bu qattiq lazerlarning ko'rsatkichlaridan ancha past.
Elyaf pulsining eng yuqori kuchini oshirishda cheklovchi omillar
Asosiy cheklovchi omillar beshta elementni o'z ichiga oladi: cheklangan yuk hajmi, cheklangan B integrali, cheklangan ekstraktsiya samaradorligi, cheklangan nur sifati va cheklangan polarizatsiya holati. Shu bilan birga, berilgan turli xil jismoniy mexanizm echimlari turli dizayn darajalariga tegishli, jumladan: matritsa materiali, kengaytirilgan rejim maydoni, boshqariladigan rejim tuzilishi va polarizatsiya tuzilishi tolalar dizayn darajasiga tegishli; so'nggi qopqoq nurlarining kengayishi, rejimni qo'zg'atish, rejimni filtrlash qurilmaning dizayn darajasiga tegishli; nasos rejimi, izolyatsiyani filtrlash va polarizatsiyani nazorat qilish birlik dizayn darajasiga tegishli; o'tkazish qobiliyatini oshirish, impuls kengligini tanlash, takrorlash chastotasini tanlash va daromadni taqsimlash tizimni loyihalash darajasiga tegishli.
Yuqoridagi beshta elementga qo'shimcha ravishda, doimiy yuqori quvvatli tolali lazerlarda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan termal effektlar bu erda ro'yxatga olinmagan, chunki biz ta'qib qilayotgan yuqori quvvatli tolali kuchaytirgichning o'rtacha quvvati issiqlik ta'siridan ancha past. ta'siri muhim rol o'ynashi mumkin, shuning uchun bu erda muhokama qilinmaydi.
Yuk ko'tarish qobiliyati lazer intensivligi bilan cheklangan. Jismoniy mexanizm tananing shikastlanishi va sirt shikastlanishini o'z ichiga oladi. Ularning orasida sirtning shikastlanishini tugatish texnologiyasidan qochish mumkin va tananing shikastlanishi tolali matritsa materialining xususiyatlari bilan cheklanadi, bu chegara cheklovchi omil hisoblanadi. Odatda yorug'lik intensivligi chegarasi taxminan 4,75 kVt / m2 ni tashkil qiladi. 50 mkm diametrli rejim maydoni uchun mos keladigan zarar quvvati chegarasi 9,3 MVt ga etadi, bu impulsli tolali lazer yadrosining hozirgi eng yuqori quvvat darajasidan ancha yuqori va o'z-o'zini yo'naltirish chegarasi kuchidan yuqori. Shuning uchun tanaga zarar etkazish hozirgi vaqtda ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan muammo emas.
Ekstraksiya samaradorligi asosan spontan emissiyaning (ASE) kuchaytirilishi, ko'p bosqichli kuchaytirgichning daromad taqsimoti va bosqich ichidagi impulsning ish aylanishi bilan cheklanadi. Ayniqsa, sub-nanosekundli qisqa impuls kuchaytirilishi sharti bilan, ASE impuls energiyasini va tepalik quvvatini oshirishni bevosita cheklaydi. Biroq, ASE ning cheklanishi ko'p bosqichli kuchaytirgichlarni oqilona loyihalash, bosqichlararo daromad taqsimoti va nasos usullarini optimallashtirish va spektral filtrlash va akusto-optik filtrlash orqali keyingi bosqichga uzatiladigan ASE komponentini kamaytirish orqali bostirilishi mumkin. Bosqichlararo daromadni oqilona taqsimlash, shuningdek, pulsning to'yinganligi bilan bog'liq muammolarni bostirishga va yanada mukammal impuls to'lqin shakllarini olishga yordam beradi.
Nurning sifati cheklangan va M2 nur sifati omili bilan o'lchanadi. Asosiy rejimning chiqishini olish uchun asosiy narsa optik to'lqin qo'llanma rejimi strukturasini loyihalash orqali bitta rejimli yoki bir nechta rejimli ishlashni ta'minlashdir. Shu asosda, nur sifatini yaxshilash uchun turli yadro diametrli tolalarni birlashtirish jarayonida qo'zg'alish rejimini boshqarish va tolalarni o'rash kabi rejim filtrlash usullari qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda yuqori nur sifatini kafolatlaydigan an'anaviy optik tola 30/250 ni tashkil qiladi va fotonik kristallar kabi maxsus optik tolalarning yadrosi taxminan 100 mkm gacha kengaytirilishi mumkin. Ushbu rejim maydonining o'lchami sanoat qattiq holatdagi lazerlarning millimetr darajasidagi nuqta o'lchamiga nisbatan hali ham juda kichik. Keyinchalik eslatib o'tilgan ko'plab nochiziqli effektlar B integrali bilan bog'liq bo'lib, u rejim maydoni maydoniga teskari proportsionaldir.
Polarizatsiya holati cheklangan va qutblanish darajasi bilan o'lchanadi. Jismoniy mexanizm asosan optik tolali to'lqin qo'llanmasining polarizatsiya xususiyatlaridan iborat. Oddiy ikki qavatli optik tolalarda chiziqli polarizatsiyalangan yorug'lik depolarizatsiya qilinadi va depolarizatsiya darajasi egilish va atrof-muhit parametrlariga sezgir bo'lib, barqaror polarizatsiya holatini saqlab qolishni qiyinlashtiradi. Xuddi shu sharoitda qutblangan yorug'likning eng yuqori quvvat chegarasi odatda polarizatsiyalanmagan yorug'likning yarmini tashkil qiladi, chunki polarizatsiyalanmagan yorug'lik ikkita ortogonal polarizatsiyalanmagan yorug'lik komponentiga ajralishi mumkin.
Optik tolalardagi uchinchi darajali chiziqli bo'lmagan effektlarni ikkita toifaga bo'lish mumkin: biri yorug'lik intensivligidan kelib chiqadigan sinishi indeksining modulyatsiya effekti, shu jumladan o'z-o'zidan fazali modulyatsiya (SPM), o'zaro faoliyat fazali modulyatsiya (XPM), modulyatsiyaning beqarorligi (MI) , to'rt to'lqinli aralashtirish (FWM) va o'z-o'zini fokuslash (SF); ikkinchisi esa fotonlar orasidagi energiya almashinuvini va matritsa materialining panjara tebranishini, shu jumladan stimulyatsiya qilingan Brillouin tarqalishini (SBS) va ogohlantirilgan Raman tarqalishini (SRS) o'z ichiga olgan noelastik yorug'lik tarqalishi effektidir.
Ularning orasida eng yuqori chegara optik tolali materiallar uchun taxminan 4MVt bo'lgan o'z-o'zini yo'naltirish chegarasiga bog'liq. O'z-o'zini yo'naltirish chegarasidan pastroqda Ramanning rag'batlantirilgan tarqalishi eng muhim cheklovdir, chunki asosiy chastotali yorug'lik bilan solishtirganda Raman nurining spektral chastotasi siljishi 60 nm ga etadi. Juda yuqori Raman komponentlari izolyator magnit-optik kristall funktsiyasiga jiddiy ta'sir qiladi va shuningdek, linzalarda katta xromatik aberatsiyaga olib keladi. Rasmda optik toladagi eng yuqori quvvat o'z-o'zini fokuslash chegarasidan oshib ketganda hosil bo'ladigan o'z-o'zini yo'naltiruvchi filamentatsiyaning evolyutsiyasi ko'rsatilgan.
Bizning manzil
B-1507 Ruiding saroyi, 200-sonli Zhenxua ko'chasi, Xixu tumani
Telefon raqami
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
