ข่าวอุตสาหกรรม

เลเซอร์ใยแก้วนำแสงแคบความยาวคลื่นสั้น

2021-12-27
สำหรับเทคโนโลยีการสังเคราะห์ด้วยสเปกตรัม การเพิ่มจำนวนลำแสงเลเซอร์ย่อยที่สังเคราะห์ขึ้นเป็นหนึ่งในวิธีสำคัญในการเพิ่มพลังการสังเคราะห์ การขยายช่วงสเปกตรัมของไฟเบอร์เลเซอร์จะช่วยเพิ่มจำนวนลำแสงย่อยของเลเซอร์สังเคราะห์สเปกตรัมและเพิ่มพลังการสังเคราะห์สเปกตรัม [44-45] ปัจจุบัน ช่วงการสังเคราะห์สเปกตรัมที่ใช้กันทั่วไปคือ 1050~1072 นาโนเมตร การขยายช่วงความยาวคลื่นของเลเซอร์ใยแก้วแบบ linewidth แบบแคบเป็น 1030 นาโนเมตรมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีการสังเคราะห์สเปกตรัม ดังนั้น สถาบันวิจัยหลายแห่งจึงได้เน้นที่ความยาวคลื่นสั้น (ความยาวคลื่นน้อยกว่า 1,040 นาโนเมตร) เลเซอร์ใยแก้วแคบแบบเส้นแคบจึงได้ทำการศึกษา บทความนี้ศึกษาเกี่ยวกับไฟเบอร์เลเซอร์ 1030 นาโนเมตรเป็นส่วนใหญ่ และขยายช่วงความยาวคลื่นของลำแสงย่อยเลเซอร์ที่สังเคราะห์ด้วยสเปกตรัมเป็น 1030 นาโนเมตร
ลักษณะเอาต์พุตของไฟเบอร์เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากสเปกตรัมการดูดกลืนและสเปกตรัมการปล่อยของไฟเบอร์เกน สำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ความยาวคลื่นสั้น เมื่อเทียบกับแถบความยาวคลื่นแบบเดิม (1060~1080 นาโนเมตร) ของไฟเบอร์เลเซอร์ ภาคตัดขวางการดูดกลืนของไฟเบอร์เกนจะมีขนาดใหญ่กว่า เลเซอร์ความยาวคลื่นสั้นสามารถดูดกลับเข้าไปใหม่ได้อย่างง่ายดายในเกนไฟเบอร์ เพื่อสร้างเอาต์พุตเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นยาวขึ้น นั่นคือ ASE ถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะจำกัดกำลังเอาต์พุต

ในปี 2011 O. Schmidt แห่ง University of Jena ใช้แหล่งกำเนิด ASE linewidth แบบแคบเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับการขยายสัญญาณ โครงสร้างแหล่งที่มาของเมล็ดพันธุ์แสดงไว้ในรูปที่ 21 ใช้ตะแกรงสองอันเพื่อควบคุมความกว้างของเส้นเมล็ดที่เวลา 12.00 น. กำลังขับของเมล็ดคือ 400 mW และความยาวคลื่นตรงกลางคือ 1,030 นาโนเมตร แหล่งเมล็ดพันธุ์ถูกขยายออกเป็นสองขั้นตอน ขั้นแรกใช้ใยแก้วโทนิก 40/200 และขั้นที่สองใช้ใยแก้วโทนิก 42/500 กำลังขับสุดท้ายคือ 697 W และคุณภาพของลำแสงคือ M2=1.34 [46]


ในปี 2559 Nader A. Naderi จากห้องปฏิบัติการกองทัพอากาศสหรัฐฯ ใช้เลเซอร์ความถี่เดียวที่มีสัญญาณ PRBS ที่มอดูเลต 1,030 นาโนเมตรเป็นแหล่งเมล็ดพันธุ์ สเปกตรัมของเส้นสเปกตรัมของแหล่งที่มาของเมล็ดพันธุ์คือ 3.5 GHz จากนั้นขยายด้วยสเตจแอมพลิฟายเออร์ อุปกรณ์ทดลองแสดงในรูปที่ 22. . ระบบเพิ่มกำลังขับเลเซอร์ของย่านความถี่ 1030 นาโนเมตรเป็น 1034 วัตต์ ความกว้างของเส้นสเปกตรัมคือ 23.00 น. ประสิทธิภาพการส่งออกของเวทีเครื่องขยายเสียง 80% อัตราส่วนการปราบปราม ASE สูงถึง 40 dB และคุณภาพของลำแสงคือ M2 = 1.1 ถึง 1.2 ในการทดลอง เอฟเฟกต์ SBS และ ASE ถูกระงับโดยการควบคุมความยาวของเกนไฟเบอร์ [47-48]

ในปี 2014 Ye Huang et al. ของบริษัท Nufern ในสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการเอาท์พุตเลเซอร์ kw ในช่วงความยาวคลื่น 1028~1100 nm [49] ในการทดลอง ศึกษาเลเซอร์ 1028 นาโนเมตรและ 1100 นาโนเมตรเป็นหลัก และเปรียบเทียบผลลัพธ์กับเลเซอร์ 1064 นาโนเมตร พบว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์แบบแบนด์แบบเดิม ผล ASE ของเลเซอร์ไฟเบอร์ความยาวคลื่นสั้นและความยาวคลื่นยาวได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ สุดท้าย หลังจากระงับเอฟเฟกต์ ASE ได้เอาต์พุตเลเซอร์โหมดเดียว 1215 W ในย่านความถี่ 1,028 นาโนเมตร และประสิทธิภาพออปติคัลอยู่ที่ 75%

ในปี 2559 บริษัทสัญชาติอเมริกัน Roman Yagodkin et al. ทำการมอดูเลตเฟสบนเลเซอร์ความถี่เดียวเป็นแหล่งเมล็ดพันธุ์ ภายหลังการขยายสัญญาณ จะได้เอาท์พุตเลเซอร์ที่ >1.5 กิโลวัตต์ ช่วงความยาวคลื่นตรงกลางของเลเซอร์คือ 1030~1070 nm และความกว้างของเส้นสเปกตรัมคือ <15 GHz[50] สเปกตรัมเอาต์พุตที่ความยาวคลื่นแสดงในรูปที่ 23 จากสเปกตรัมจะเห็นได้ว่าอัตราส่วนการปราบปราม ASE ของสเปกตรัมเลเซอร์ความยาวคลื่นสั้นนั้นต่ำกว่าเลเซอร์ใกล้ 1064 นาโนเมตรประมาณ 15 เดซิเบล ในปี 2560 บริษัท IPG ของสหรัฐอเมริกาได้ทำการมอดูเลตเฟสบนเลเซอร์ความถี่เดียว 1030 นาโนเมตร เพื่อขยายสเปกตรัมเป็น 20 GHz หลังจากขั้นตอนก่อนการขยายเสียงแบบสามขั้นตอน กำลังขับจะสูงถึง 15-20 W และสุดท้ายหลังจากระยะเครื่องขยายเสียงหลัก กำลังขับคือ 2.2 กิโลวัตต์ ในปัจจุบัน เลเซอร์เอาท์พุตความยาวคลื่นสั้นเป็นกำลังเอาต์พุตสูงสุดของเลเซอร์ไฟเบอร์แถบความถี่ 1030 นาโนเมตร [50]
โดยสรุป เนื่องจากอิทธิพลของเอฟเฟกต์ ASE กำลังขับสูงสุดของเลเซอร์ใยแก้วที่มีความกว้างคลื่นสั้นที่มีความยาวคลื่นสั้นเพียง 2.2 กิโลวัตต์ ซึ่งมีพื้นที่สำหรับการพัฒนามากเมื่อเทียบกับเลเซอร์ใยแก้วความกว้างเส้นแคบที่อยู่ใกล้แบบทั่วไป ความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตร

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept