Aké sú vlastnosti vysokovýkonných vláknových laserov?

Vysokovýkonné vláknové laseryukázali tiež veľký aplikačný potenciál v oblasti energetického prieskumu, veľkých vedeckých zariadení, vesmírnej vedy, environmentálnej vedy a iných oblastí a stanú sa silným nástrojom pre ľudské bytosti na pochopenie a transformáciu sveta.

Výhody vysokovýkonných vláknových laserov sú nasledovné.

(1) Kvalita lúča je dobrá. Štruktúra vlnovodu vlákna určuje, že vláknový laser je ľahké získať výstup s jedným priečnym režimom a je menej ovplyvnený vonkajšími faktormi a môže dosiahnuť laserový výstup s vysokým jasom.

(2) Vysoká účinnosť. Vláknové lasery môžu dosiahnuť vysokú účinnosť premeny svetla na svetlo výberom polovodičového lasera, ktorý ako zdroj pumpy zodpovedá emisnej vlnovej dĺžke a absorpčným charakteristikám dopovaných prvkov vzácnych zemín. Pre vysokovýkonné vláknové lasery dopované ytterbiom sa vo všeobecnosti vyberajú polovodičové lasery 915 nm alebo 975 nm. Kvôli jednoduchej štruktúre energetickej hladiny Yb3 plus sa zriedkavo vyskytujú javy ako up-konverzia, absorpcia excitovaného stavu a zhášanie koncentrácie a životnosť fluorescencie je dlhá. Energiu je možné efektívne skladovať, aby sa dosiahla vysokovýkonná prevádzka. Celková elektrooptická účinnosť komerčných vláknových laserov je až 25 percent, čo prispieva k zníženiu nákladov, úspore energie a ochrane životného prostredia.

(3) Dobré vlastnosti rozptylu tepla. Vláknové lasery používajú predĺžené vlákna dopované prvkami vzácnych zemín ako médiá na zisk lasera, ktoré majú veľmi veľký pomer plochy povrchu k objemu. Je asi 1000-krát väčší ako u lasera s pevným blokom a má prirodzenú výhodu v rozptyle tepla. V prípade stredného a nízkeho výkonu nie je potrebné špeciálne chladenie optického vlákna. V prípade vysokého výkonu sa na odvádzanie tepla využíva vodné chladenie, čím sa dá účinne vyhnúť aj degradácii kvality a účinnosti lúča spôsobenej tepelnými vplyvmi v pevnolátkových laseroch.

(4) Kompaktná konštrukcia a vysoká spoľahlivosť. Pretože vláknový laser používa ako médium zisku lasera malé a mäkké vlákno, je výhodné stlačiť objem a ušetriť náklady. Zdroj pumpy tiež používa polovodičový laser, ktorý má malú veľkosť a ľahko sa modularizuje. Komerčné produkty možno vo všeobecnosti vyrábať s vrkôčikmi. V kombinácii s optickými zariadeniami, ako sú vláknové Braggove mriežky, môžu byť všetky tieto zariadenia plne optické, pokiaľ sú navzájom spojené. Majú vysokú odolnosť voči vplyvom prostredia a vysokú stabilitu, čo môže ušetriť čas a náklady na údržbu.

Typické aplikácie vysokovýkonných vláknových laserov

Vďaka výhodám dobrej kvality lúča, vysokej elektro-optickej účinnosti, kompaktnej štruktúre a dobrej spoľahlivosti majú vláknové lasery vynikajúci výkon vo všetkých aspektoch priemyselného spracovania, lekárskeho ošetrenia, diaľkového snímania, bezpečnosti, vedeckého výskumu a ďalších oblastí.

V priemyselnej oblasti možno vláknové lasery rozdeliť do troch úrovní podľa výstupného výkonu: vláknové lasery s nízkym výkonom (<50 watts), mainly used in microstructure processing, laser marking, resistance adjustment, precision drilling, metal engraving, etc.; medium-power fiber lasers (50-500 watts), mainly used in drilling, welding, cutting and surface treatment of thin metal plates; high-power fiber lasers (>1000 wattov), ​​používa sa hlavne pri rezaní hrubých kovových dosiek, povrchových úpravách kovov, trojrozmernom spracovaní špeciálnych dosiek atď. Flexibilná vlastnosť optického vlákna sa dá dobre kombinovať s ramenom robota, aby vyhovovala aplikačným požiadavkám rôznych zložitých priemyselných prostredia. Technológia 3D tlače, ktorá sa objavila v posledných rokoch, si vyžaduje najmä tento druh laserového systému s vysokým jasom.

V lekárskej oblasti je ideálna vlnová dĺžka lasera 1,3 mikrónu, ktorú možno použiť na diagnostické zobrazovanie; na operáciu možno použiť medzi 1,5 mikrónu (absorpčný vrchol vody) a 4 mikróny. Pre medicínske aplikácie je najväčšou výhodou vláknových laserov ich kompaktná, ohybná geometria. Zdroj svetla s krátkou koherentnou vlnovou dĺžkou so širokým spektrálnym rozsahom a vysokým výstupným výkonom je kľúčom k získaniu vysokorýchlostného systému optickej koherentnej tomografie s ultravysokým rozlíšením. Erbiom dopované vláknové lasery a ytterbiom dopované Ramanove vláknové lasery majú typické požiadavky na optickú koherentnú tomografiu: malé a kompaktné, robustné, cenovo dostupné, relatívne vysoký výkon a vysoké rozlíšenie bez optického zarovnania. Vysokovýkonné vláknité lasery dopované erbiom a vláknové lasery dopované Thuliom sú vhodné pre lekárske a chirurgické aplikácie. Vedci zistili, že laser dokáže nielen rýchlo rezať a koagulovať mäkké tkanivo, ale má aj hemostatickú funkciu vo vlnovej dĺžke 1,94 mikrónu. A vďaka vynikajúcej kvalite lúča vláknových laserov sa operácia vykonáva s vysokou presnosťou.

V oblasti diaľkového prieskumu Zeme sa výstupná vlnová dĺžka stredno-infračervených vláknových laserov, ako sú vláknové lasery dopované erbiom a vláknité lasery dotované thuliom, nachádza v atmosférickom okne, ktoré môže prechádzať atmosférou s nízkou stratou. Najmä lasery s vláknami dopovanými thúliom ľahšie získavajú vysoký výkon v pásme bezpečnom pre oči a majú viac výhod pri zosilňovaní výkonu. Ďalšou výhodou vláknových laserov je, že sú kompaktné a prenosné, čo pomôže znížiť zaťaženie leteckých alebo kozmických vozidiel.

V oblasti národnej obrany a vojenských záležitostí sú lasery široko používané pri radarovej detekcii, bezpečnej komunikácii, navádzaní a zabíjaní. Od zrodu vláknového lasera sa stal obľúbeným kandidátom na svetelný zdroj pre novú generáciu laserových zbraní vďaka svojim jedinečným výhodám. Vysoká kvalita lúča vláknového lasera je vhodná najmä na prenos energie sadeníc na veľké vzdialenosti. V porovnaní s inými svetelnými zdrojmi jeho menšia veľkosť prispieva k vysokej mobilite odpaľovacej platformy a zlepšuje prispôsobivosť a schopnosť prežitia na bojisku. Na bojovom poli v Afganistane plnil laserový odmínovací systém SPATA „Zeus“ úlohy odmínovania. Od roku 2009 americké námorníctvo opakovane používa vláknové laserové systémy na ničenie bezpilotných lietadiel, delostreleckých granátov a malých lodí a v roku 2014 bol inštalovaný na vojnových lodiach. trubicový laserový systém s výstupným výkonom 50 kilowattov, ktorý v demonštračných experimentoch zachytával a ničil ciele ako drony a delostrelecké granáty.

Laserová zbraň

Laserová zbraň je druh novej koncepcie zbrane, ktorá sa rýchlo rozvíja. Laserové zbrane vyžarujú vysokoenergetické laserové svetlo na cieľový povrch rýchlosťou svetla a poškodzujú kľúčové zariadenia, ako je fotoelektrická detekcia, navigácia a navádzanie, alebo robia cieľ „slepým, slepým“ alebo prepaľujú plášť vozidla. zostreliť ho alebo odpáliť palivo, aby explodovalo vo vzduchu, a úloha poškodenia môže byť dokončená v krátkom čase. Od zrodu laserových zbraní zažil jeho vývoj mnoho vzostupov a pádov. Vyspelosť polovodičových laserových technológií, ako sú vláknové lasery, vniesla nový impulz do vývoja laserových zbraní a stala sa stredobodom výskumu veľkých vojenských mocností. V súčasnosti Spojené štáty, Spojené kráľovstvo, Rusko, Nemecko, India a ďalšie krajiny spustili vývoj laserových zbraní a vykonali súvisiace testy. Práve za rohom vstúpia na bojisko laserové zbrane.

Vláknová laserová technológia predstavuje smer vývoja vysokovýkonného lasera s vysokým jasom. Organicky integruje technológiu vlnovoduch vlákien a technológiu čerpania polovodičového lasera. Očakáva sa, že vysokovýkonný vláknový laser s optickým vláknom ako nosičom bude v budúcnosti spĺňať naliehavý dopyt po vysokovýkonných a vysokoúčinných laseroch v oblasti pokročilej výroby laserov a vojenskej obrany. Ide o špičkovú technológiu s dôležitým strategickým významom pre národné hospodárstvo a národnú bezpečnosť. Vysokovýkonné vláknové lasery tiež ukázali veľký aplikačný potenciál v oblasti energetického prieskumu, veľkých vedeckých zariadení, vesmírnej vedy, environmentálnej vedy a ďalších oblastí a stanú sa silným nástrojom pre ľudské bytosti na pochopenie a transformáciu sveta.

Kontaktné informácie:

Ak máte nejaké nápady, neváhajte sa s nami porozprávať. Bez ohľadu na to, kde sú naši zákazníci a aké sú naše požiadavky, budeme nasledovať náš cieľ poskytovať našim zákazníkom vysokú kvalitu, nízke ceny a najlepšie služby.