Udfordringer, som højeffekts kontinuerlige thulium-doterede fiberlasere står over for

Udfordringer for kontinuerlige thulium-doterede fiberlasere med høj effekt I løbet af de sidste to årtier er udgangseffekten af ​​kontinuerlige thulium-doterede fiberlasere steget dramatisk. Udgangseffekten af ​​en enkelt fiber-oscillator har overskredet 500 W; MOPA-strukturen i alle fibre har opnået en udgangseffekt på kilowatt. Der er dog stadig mange problemer, der begrænser yderligere forbedringer i kraft.

Først og fremmest, når effekten stiger, vil systemet generere en stor mængde varme, hvilket vil alvorligt påvirke stigningen i udgangseffekten og stabiliteten af ​​laseren, og kan endda forårsage skade på laseren. Derfor er effektiv varmeafledning afgørende. Ved at bruge en flertrins forstærkningsstruktur kan varmefordelingen af ​​systemet effektivt spredes, og trykket på termisk styring reduceres. Brug af en pumpekilde med en bølgelængde tæt på laserens kan reducere kvantetab og reducere varmeproduktionen. Derudover giver nogle nye optiske fibre med gode varmeafledningsegenskaber, såsom metalbeklædte optiske fibre, også nye ideer til termisk styring.

For det andet, jo højere laserudgangseffekten er, desto tydeligere vil den ikke-lineære effekt i den optiske fiber have på effektforøgelsen. Nogle nye stor-mode felt fotoniske krystalfibre har højere ikke-lineære tærskler, som effektivt kan reducere virkningen af ​​ikke-lineære effekter.

Ud over indflydelsen af ​​temperatur og ikke-lineære effekter begrænser ydeevnen af ​​2 μm optiske fiberenheder også forbedringen af ​​udgangseffekten til en vis grad. Når strømmen overstiger den maksimale effekt af den optiske fiberenhed, vil enheden blive beskadiget, og høj effekt forårsager Øget temperatur påvirker ydeevnen af ​​fiberoptiske enheder.

Derfor er udvikling af højstabile, høj-effekt-modstandsdygtige optiske fiberenheder en vigtig måde at øge udgangseffekten af ​​thulium-doterede fiberlasere. Derudover er absorptionseffektiviteten af ​​pumpelyset af forstærkningsfiberen og lysstyrken af ​​pumpekilden også vigtige faktorer, der påvirker effektforøgelsen.

Generelt kan en forbedring af udgangseffekten af ​​thulium-doterede fiberlasere tage udgangspunkt i aspekterne ved at opnå effektiv temperaturkontrol, udvikle højeffektive thulium-doterede fibre, overvinde ikke-lineære effekter, forbedre fiberenhedens ydeevne, optimere systemstrukturen og forbedre pumpekilden. lysstyrke.