Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын техникийн хөгжил

Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын техникийн хөгжил

Оновчлолшилэн лазербүтэц

1, сансрын гэрлийн насосны бүтэц

Эрт үеийн шилэн лазерууд нь ихэвчлэн оптик насосны гаралтыг ашигладаг байсан,лазерГаралт нь бага тул шилэн лазерын гаралтын чадлыг богино хугацаанд хурдан сайжруулахын тулд илүү их бэрхшээл тулгардаг. 1999 онд шилэн лазерын судалгаа, хөгжүүлэлтийн салбарт гаралтын чадлыг анх удаа 10,000 ваттаас давсан бөгөөд шилэн лазерын бүтэц нь голчлон оптик хоёр чиглэлтэй шахуургыг ашиглан резонатор үүсгэдэг бөгөөд судалгаагаар шилэн лазерын налуугийн үр ашиг 58.3% -д хүрсэн.
Гэсэн хэдий ч шилэн лазер боловсруулахад шилэн шахуургын гэрэл болон лазер холболтын технологийг ашиглах нь шилэн лазерын гаралтын чадлыг үр дүнтэй сайжруулж чаддаг ч үүнтэй зэрэгцэн нарийн төвөгтэй байдал үүсдэг бөгөөд энэ нь оптик линзийг оптик замыг барихад тохиромжгүй байдаг. Нэгэнт лазерыг оптик замыг барих явцад зөөх шаардлагатай бол оптик замыг дахин тохируулах шаардлагатай болдог бөгөөд энэ нь оптик шахуургын бүтцийн шилэн лазерын өргөн хэрэглээг хязгаарладаг.

2, шууд осцилляторын бүтэц ба MOPA бүтэц

Шилэн лазер хөгжихийн хэрээр бүрээсний цахилгаан хуулагч нь линзний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг аажмаар сольж, шилэн лазерын хөгжлийн алхмуудыг хялбарчилж, шилэн лазерын засвар үйлчилгээний үр ашгийг шууд бусаар сайжруулж байна. Энэхүү хөгжлийн чиг хандлага нь шилэн лазерын аажмаар практик байдлыг бэлэгддэг. Шууд осцилляторын бүтэц болон MOPA бүтэц нь зах зээл дээрх шилэн лазерын хамгийн түгээмэл хоёр бүтэц юм. Шууд осцилляторын бүтэц нь тор нь хэлбэлзлийн явцад долгионы уртыг сонгож, дараа нь сонгосон долгионы уртыг гаргадаг бол MOPA нь тороор сонгосон долгионы уртыг үрийн гэрэл болгон ашигладаг бөгөөд үрийн гэрэл нь нэгдүгээр түвшний өсгөгчийн үйлчлэлээр өсдөг тул шилэн лазерын гаралтын чадал тодорхой хэмжээгээр сайжирна. Удаан хугацааны турш MPOA бүтэцтэй шилэн лазерыг өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын давуу эрхтэй бүтэц болгон ашиглаж ирсэн. Гэсэн хэдий ч дараагийн судалгаагаар энэ бүтцийн өндөр чадлын гаралт нь шилэн лазер доторх орон зайн тархалтын тогтворгүй байдалд амархан хүргэдэг бөгөөд гаралтын лазерын гэрэлтэлтэд тодорхой хэмжээгээр нөлөөлөх бөгөөд энэ нь өндөр чадлын гаралтын үр нөлөөнд шууд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ.

Шахуургын технологийн хөгжлөөр

Иттербиумтай хольсон эрт үеийн шилэн лазерын шахах долгионы урт нь ихэвчлэн 915нм эсвэл 975нм байдаг боловч эдгээр хоёр шахах долгионы урт нь иттербиум ионуудын шингээлтийн оргилууд тул үүнийг шууд шахах гэж нэрлэдэг бөгөөд квант алдагдлын улмаас шууд шахах нь өргөн хэрэглэгдэж байгаагүй. Тууз доторх шахах технологи нь шууд шахах технологийн өргөтгөл бөгөөд шахах долгионы урт ба дамжуулагч долгионы уртын хоорондох долгионы урт ижил бөгөөд тууз доторх шахах квант алдагдлын хурд нь шууд шахахаас бага байдаг.

Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазертехнологийн хөгжлийн саад бэрхшээл

Шилэн лазер нь цэрэг, анагаах ухаан болон бусад салбарт өндөр хэрэглээний ач холбогдолтой хэдий ч Хятад улс бараг 30 жилийн технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн тусламжтайгаар шилэн лазерын өргөн хэрэглээг дэмжиж ирсэн боловч хэрэв та шилэн лазерыг илүү өндөр хүчин чадалтай болгохыг хүсч байвал одоо байгаа технологид олон саад бэрхшээл байсаар байна. Жишээлбэл, шилэн лазерын гаралтын чадал нь дан шилэн нэг горимтой 36.6 кВт хүрч чадах эсэх; Шахах чадлын шилэн лазерын гаралтын чадалд үзүүлэх нөлөө; Дулааны линзний нөлөө нь шилэн лазерын гаралтын чадалд үзүүлэх нөлөө.

Үүнээс гадна, шилэн лазерын өндөр чадлын гаралтын технологийн судалгаанд хөндлөн горимын тогтвортой байдал болон фотоны харанхуйлах нөлөөллийг авч үзэх хэрэгтэй. Судалгаагаар хөндлөн горимын тогтворгүй байдлын нөлөөллийн хүчин зүйл нь шилэн кабелийн халаалт гэдэг нь тодорхой бөгөөд фотоны харанхуйлах нөлөө нь голчлон шилэн лазер хэдэн зуун ватт эсвэл хэдэн киловатт эрчим хүч тасралтгүй гаргах үед гаралтын чадал хурдан буурах хандлагатай байх бөгөөд шилэн лазерын тасралтгүй өндөр чадлын гаралтад тодорхой хэмжээний хязгаарлалт байдаг гэсэн үг юм.

Фотоны харанхуйлах нөлөөний тодорхой шалтгааныг одоогоор тодорхойлоогүй байгаа ч ихэнх хүмүүс хүчилтөрөгчийн гажигийн төв болон цэнэгийн шилжилтийн шингээлт нь фотоны харанхуйлах нөлөө үүсэхэд хүргэдэг гэж үздэг. Эдгээр хоёр хүчин зүйл дээр фотоны харанхуйлах нөлөөг дарангуйлах дараах аргуудыг санал болгож байна. Хөнгөн цагаан, фосфор гэх мэтийг цэнэгийн шилжилтийн шингээлтээс зайлсхийхийн тулд оновчтой идэвхтэй шилэн кабелийг туршиж, хэрэглэсний дараа тодорхой стандарт нь 3 кВт-ын гаралтыг хэдэн цагийн турш, 1 кВт-ын гаралтыг 100 цагийн турш тогтвортой байлгах явдал юм.