Technologie svazků vláken zlepšuje výkon a jas modrého polovodičového laseru

Technologie svazků vláken zlepšuje výkon a jasmodrý polovodičový laser

Tvarování paprsku s využitím stejné nebo podobné vlnové délkylaserJednotka je základem kombinace více laserových paprsků různých vlnových délek. Mezi nimi je prostorové propojení paprsků spojeno tak, že se více laserových paprsků v prostoru skládá za účelem zvýšení výkonu, ale může to vést ke snížení kvality paprsku. Použitím lineární polarizační charakteristikypolovodičový laser, výkon dvou paprsků, jejichž směr vibrací je na sebe kolmý, lze téměř zdvojnásobit, přičemž kvalita paprsku zůstává nezměněna. Svazkovač vláken je vláknové zařízení vyrobené na bázi svazku zúžených vláken (TFB). Spočívá ve svazku optických vláken, který se poté určitým způsobem uspořádá dohromady, zahřeje se na vysokou teplotu, aby se roztavil. Při natahování svazku optických vláken v opačném směru se topná oblast optického vlákna roztaví do svařeného kuželového svazku optických vláken. Po odříznutí kuželového pasu se výstupní konec kužele spojí s výstupním vláknem. Technologie svazkování vláken umožňuje spojit více jednotlivých svazků vláken do svazku o velkém průměru, čímž se dosáhne vyššího přenosu optického výkonu. Obrázek 1 je schematický diagrammodrý lasertechnologie vláken.

Technika kombinace spektrálních paprsků využívá jeden disperzní prvek pro simultánní kombinování více laserových paprsků s vlnovými intervaly až 0,1 nm. Více laserových paprsků různých vlnových délek dopadá na disperzní prvek pod různými úhly, překrývá se v místě prvku a poté se vlivem disperze difraktuje a vyzařuje ve stejném směru, takže kombinovaný laserový paprsek se vzájemně překrývá v blízkém i vzdáleném poli, výkon se rovná součtu jednotkových paprsků a kvalita paprsku je konzistentní. Pro dosažení úzké spektrální kombinace paprsků se obvykle jako prvek kombinace paprsků používá difrakční mřížka se silnou disperzí nebo povrchová mřížka v kombinaci s režimem zpětné vazby externího zrcadla, bez nezávislého řízení spektra laserové jednotky, což snižuje obtížnost a náklady.

Modrý laser a jeho kombinovaný světelný zdroj s infračerveným laserem se široce používají v oblasti svařování neželezných kovů a aditivní výroby, kde zlepšují účinnost přeměny energie a stabilitu výrobního procesu. Absorpční rychlost modrého laseru u neželezných kovů se několikanásobně až desítkykrát zvyšuje ve srovnání s lasery s blízkými infračervenými vlnovými délkami a do určité míry také zlepšuje titan, nikl, železo a další kovy. Vysoce výkonné modré lasery povedou transformaci laserové výroby a zlepšení jasu a snížení nákladů jsou budoucím vývojovým trendem. Aditivní výroba, plátování a svařování neželezných kovů se budou používat stále častěji.

V době nízkého jasu modrého záření a vysokých nákladů může kombinovaný světelný zdroj modrého laseru a blízkého infračerveného laseru výrazně zlepšit účinnost přeměny energie stávajících světelných zdrojů a stabilitu výrobního procesu za předpokladu kontrolovatelných nákladů. Je velmi důležité vyvinout technologii kombinování spektrálních paprsků, řešit technické problémy a kombinovat technologii laserových jednotek s vysokým jasem za účelem realizace kilowattového vysokojasného modrého polovodičového laserového zdroje a zkoumat nové technologie kombinování paprsků. S rostoucím výkonem a jasem laseru, ať už jako přímého nebo nepřímého zdroje světla, bude modrý laser důležitý v oblasti národní obrany a průmyslu.