BWT hat de teory fan tichte romtlike arranzjemint (DSBC) foarsteld en de krektens fan DSBC ferifiearre troch it eksperimint fan kilowatt-nivo pompboarne.Op it stuit is de krêft fan in inkele buis ferhege nei 15W-30W@BPP≈5-12mm * mrad en de elektro-optyske effisjinsje is> 60%, wêrtroch't de hege krêftige pompboarne keppele mei glêstriedútfier mooglik makket om heech te behâlden helderheid útfier wylst it ferminderjen fan folume, It is mooglik om te ferminderjen it gewicht en ferbetterjen fan de elektro-optyske konverzje effisjinsje.
Mei help fan de hjoeddeiske chip, BWT hat respektivelik realisearre in pomp boarne mei in kearn diameter fan 135μm NA0.22 fiber-keppele útfier 420W golflingte-beskoattele by 976nm, kwaliteit ≈ 500g;en in kearn diameter fan 220μm NA0.22 fiber keppele útfier 1000W single golflingte 976nm (of 915nm), kwaliteit ≈ 400g pomp boarne.
Yn 'e takomst, mei de ferbettering fan helderheid en elektro-optyske effisjinsje fan semiconductor chip, lichtgewicht en hege macht pomp boarnen sille spylje in ûnferfangbere rol yn de fabrikaazje fan lyts-folume hege-power fiber laser ljocht boarnen, en sil aktyf befoarderje de ûntwikkeling fan yndustriële applikaasjes.
Ynlieding
Fiberlasers binne hurd groeid troch har treflike beamkwaliteit en fleksibele krêftútwreidingsmooglikheden (fiberkombiners).Yn 'e ôfrûne jierren binne single-mode single-fiber fiber-lasers beheind troch TMI (dwarsmodus-ynstabiliteit) en SRS-effekten, en de krêft fan semiconductor direkte pompende fiberlaser-oscillators is beheind ta 5kW
[1].De laser fersterker wurdt ek stoppe op 10kW
[2].Hoewol de útfierkrêft kin wurde ferhege troch it passend fergrutsjen fan de kearndiameter, nimt de kwaliteit fan 'e útfierbeam ek ôf -1.Dochs is de fraach nei it ferbetterjen fan de helderheid fan boarnen fan semiconductorpompen noch altyd driuwend.
De easken foar beamkwaliteit yn yndustriële ferwurkingsapplikaasjes binne net needsaaklik ienmodus.Om de krêft fan single-fiber te fergrutsjen, binne in pear modi foar lege oarder tastien.Oant no ta, pear-modus single-fiber en beam-kombinearre multi-mode laser ljocht boarnen basearre op 976nm pompen fan mear as 5kW Mei batch applikaasjes (benammen cutting en welding fan metalen materialen), de produksje fan oerienkommende hege-power pomp boarnen is ek batch-skaal.
Lytser, lichter en stabiler
De relaasje tusken de semiconductor chip BPP en de helderheid fan de pomp boarne
Trije jier lyn wie de helderheid fan 9xxnm chips meast op it nivo fan 3W / mm * mrad@12W-100μm strip breedte & 2W / mm * mrad@18W-200μm strip breedte.Op grûn fan sokke chips berikt BWT 600W en 1000W 200μm NA0.22 fiber-keppele útfier-1.
Op it stuit hat de helderheid fan 9xxnm-chips 3.75W/mm*mrad@15W-100μm stripbreedte en 3W/mm*mrad@30W-230μm stripbreedte berikt, en de elektro-optyske effisjinsje wurdt yn prinsipe bewarre op sawat 60%.
Neffens de teory fan tichte romtlike arranzjeminten [6], wurdt it berekkene neffens de gemiddelde fiber coupling effisjinsje fan 78% (laser emisje fan de chip nei fiber coupling output: single-wavelength romtlike beam kombinearjen en polarisaasje beam kombinearjen sûnder VBG), en it wurdt oannommen dat de chip wurket op 'e heechste macht (De chip BPP is oars by ferskate streamingen), wy hawwe gearstald in gegevens map as folget:
* Chiphelderheid VS Ferskillende Core Diameter Fiber Coupling Utfier Power
It kin fûn wurde út de boppesteande figuer dat as in bepaalde glêstried (kearn diameter en NA is fêst) berikt in spesifike macht coupling útfier, foar chips mei ferskillende helderheid, it oantal chips is oars, en it folume en gewicht fan de pomp boarne binne ek oars.Foar de pompeasken fan 'e glêstriedlaser, as de pompboarne makke fan' e boppesteande chips mei ferskillende helderheid is selektearre, binne it gewicht en folume fan 'e glêstriedlaser fan deselde krêft folslein oars, en de konfiguraasje fan it wetterkoelsysteem is ek aardich ferskil.
Hege effisjinsje, lytse grutte en licht gewicht binne de ûnûntkombere trends yn 'e ûntwikkeling fan takomstige laser ljocht boarnen (oft it no diode lasers, solid-state lasers of fiber lasers), en de helderheid, effisjinsje en krêft fan semiconductor chips spylje in beslissende rol yn it .
Lichtgewicht, hege helderheid, hege krêftpompboarne
Om oan te passen oan de glêstriedkombinator, hawwe wy mienskiplike fiberspesifikaasjes selektearre: 135μm NA0.22 en 220μm NA0.22.It optyske ûntwerp fan 'e twa pompboarnen oannimt dichte romtlike arranzjemint en kombinearjen fan polarisaasjebeam.
Under harren, de 420WLD oannimt 3.75W / mm * mrad @ 15W chip en 135μm NA0.22 fiber, en hat VBG golflingte locking, dat foldocht oan de easken fan 30-100% macht wave locking, en de elektro-optyske effisjinsje is 41% .It LD-lichem is makke fan materiaal fan aluminiumlegering en sandwichstruktuer [5].De boppeste en legere chips diele it wetterkoelingskanaal, wat de romte benutten ferbettert.De ljochtspotarrangement, spektrum en krêftútfier (krêft yn 'e glêstried) wurde yn' e figuer werjûn:
*420W@135μm NA0.22 LD
Wy selekteare 6 LD's foar skok- en trillingstests mei hege en lege temperatueren.De testgegevens binne as folget:
* Impacttest foar hege en lege temperatuer
* Vibraasjetest
De 1000WLD nimt in 3W / mm * mrad@30W-chip en in 220μm NA0.22-fiber oan, dy't respektivelik 915nm en 976nm fiber-keppele útfier fan 1000W berikt, en de elektro-optyske effisjinsje is> 44%.It LD-lichem is ek makke fan materiaal fan aluminiumlegering.Om in hegere macht-to-massa-ferhâlding nei te stribjen, is de LD-shell ferienfâldige ûnder de betingst fan it garandearjen fan de strukturele sterkte.De LD-kwaliteit, spotarrangement en útfierkrêft (krêft yn 'e glêstried) binne as folget:
*1000W@220μm NA0.22 LD
Om de betrouberens fan 'e pompboarne te ferbetterjen, oannimt de keppeleinfaser quartz einkapfúzje en beklaaiïng ljochtfiltertechnology, dy't de temperatuer fan' e glêstried bûten de pompboarne tichtby keamertemperatuer makket.Seis 976nmLD's waarden selektearre foar hege en lege temperatuer skok- en trillingstests.De testresultaten binne as folget:
* Impacttest foar hege en lege temperatuer
* Impacttest foar hege en lege temperatuer
* Vibraasjetest
Konklúzje
It berikken fan hege helderheidsútfier komt ten koste fan elektro-optyske effisjinsje, dat is, de heechste útfierkrêft en de heechste elektro-optyske effisjinsje kinne net tagelyk krigen wurde, dat wurdt bepaald troch de chiphelderheid en de normalisearre frekwinsje fan 'e keppeling tried.Yn 'e multi-single-tube romtlike beam kombinearjen fan technology, helderheid en effisjinsje binne altyd de doelen dy't net tagelyk kinne wurde berikt.It lykwicht fan elektro-optyske effisjinsje en krêft moat wurde bepaald neffens de spesifike applikaasje.
Referinsjes
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al.
[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, "Sina's binnenlânsk produsearre YDF gedoteerde fiberlaser berikte 20kW útfier fan ien fiber," Chinese Journal of Lasers, 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, "High helderheid KW-klasse direkte diode laser," High-power Diode Laser Technology XVI, High-Power Diode Laser Technology XVI, (2018).
Oprjochte yn 2003, BWT is in wrâldwide tsjinstferliener foar laseroplossing.Mei de missy fan "Let the Dream Drive the Light" en de wearden fan "Outstanding Innovation", is it bedriuw ynsette foar it meitsjen fan bettere laserprodukten en it leverjen fan diodelasers, fiberlasers, ultrasnelle laserprodukten en oplossingen foar globale klanten.Oant no ta rinne mear dan 10 miljoen BWT-lasers stabyl online yn mear dan 70 lannen en regio's om 'e wrâld.
Post tiid: mei-11-2022