Gnóthaíonn NUDT Aschur Léasair Ardchaighdeáin Bhíoma 20kW Bunaithe ar Snáithín barrchaolaithe Ytterbium-dhopáilte

Is iad cosc ​​éifeacht neamhlíneach agus rialú mód na dúshláin theicniúla atá ann faoi láthair maidir le feabhsú cumhachta léasair snáithín ardchumhachta ytterbium-dhópáilte (YDFL). Tá sé tairbheach an croí-trastomhas YDF a mhéadú chun an tairseach SRS a fheabhsú, ach tá sé mar thoradh ar rialú modh níos airde níos deacra agus deacracht maidir le hardchaighdeán bhíoma a bhaint amach. I gcomparáid le snáithíní aonfhoirmeacha clúdaigh dhúbailte, tá buntáistí áirithe ag snáithíní barrchaolaithe maidir le cosc ​​​​SRS agus rialú mód a chothromú. Is féidir leis an gcuid trastomhas croí beag den snáithín barrchaolaithe líon na modhanna lárnacha treorach a laghdú chun rialú mód éifeachtach a bhaint amach, cé go bhfuil an chuid trastomhas croí mór a chabhródh leis an dlús cumhachta croí a laghdú chun an tairseach SRS a fheabhsú.2022, Ollscoil Náisiúnta na Cosanta. Tá teicneolaíocht (NUDT) bunaithe ar an snáithín aonfhoirmeach dé-chumhdach ytterbium-dopáilte tar éis aschur léasair de 20 kW a bhaint amach, le fachtóir cáilíochta beam M2 de 3.3.2023, agus d'fhonn feabhas breise a chur ar cháilíocht an bhíoma, rinne an fhoireann teoiriciúil agus staidéir phraiticiúla ar an léasair TYDF, an léasair TAPered Ytterbium-doped Fiber (TYDF) taighde teoiriciúil agus turgnamhach léasair.
Dul Chun Cinn Taighde
Chun an tairseach SRS a fheabhsú, glacann an léasair struchtúr aimplithe cumhachta oscillator máistir-phumpáilte siar (MOPA), mar a thaispeántar i bhFíor 1. 1{{20}} Déantar solas síl 80 nm a instealladh ón taobh beag. den TYDF go seicheamhach tríd an oiriúntóir réimse mód (MFA), gríl claonta (CTFBG), agus scagaire optúil cumhdaigh (CPS 1). Déantar solas caidéil 1018 nm a instealladh isteach i ndeireadh mór an TYDF tríd an lámh caidéalaithe ar ais (6 + 1) × 1 bhíoma combiner (PSC). instealladh isteach sa deireadh mór den TYDF. Déantar an solas comhartha aimplithe a aschur tríd an scagaire cumhdach optúil (CPS 2) agus an caipín deireadh snáithíní (QBH). Tá QBH ar fad 48/400 μm snáithíní dúbailte aistrithe fuinnimh clúdaithe.Tá an TYDF deartha agus forbartha go neamhspleách ag Ollscoil Náisiúnta na Teicneolaíochta Cosanta (NUDT). Ollscoil Náisiúnta na Teicneolaíochta Cosanta dearadh agus forbairt neamhspleách ar an TYDF a réigiún trastomhas croí beag an croí / trastomhas cumhdach istigh de 30/250 μm, réigiún trastomhas croí mór an croí / trastomhas cumhdach istigh de 48/400 μm, Cró lárnach uimhriúil de 0.066, comhéifeacht ionsú cumhdach de thart ar 0.36 dB / m @ 1018 nm, snáithín optúil TYDF sa réigiún trastomhas croí beag, limistéar barrchaolaithe, fad réigiún trastomhas croí an trastomhas croí mór de 15 m, 30 m, 15 m . Tá fad snáithín TYDF den réigiún trastomhas croí beag, limistéar barrchaolaithe, an réigiún trastomhas croí mór, faoi seach, TYDF socraithe ar an pláta snáithín uisce-fuaraithe ag coiling bíseach, agus tá an trastomhas coiling íosta níos mó ná 25 cm.

Fíor 1 20 léaráid scéimreach de struchtúr léasair snáithín kW
Taispeántar an comhathrú cumhachta aschuir léasair i bhFíor 2(a). Is é 200 W de chumhacht aschuir léasair síl 1080 nm tar éis aimplitheoir ná 160 W. Nuair a bhíonn an chumhacht caidéil is airde a instealladh isteach sa TYDF ná 24.8 kW, is é 20.2 kW an chumhacht léasair aschuir, a fhreagraíonn don éifeachtacht iomlán fána 80.8%. Léirítear an speictream ag an gcumhacht aschurtha is airde i bhFíor 2(b), áit a bhfuil an cóimheas faoi chois SRS 33 dB agus nach bhfuil comhpháirt solais Raman soiléir ann. Léirítear fachtóir M2 cháilíocht an léasa ag cumhachtaí éagsúla (arna thomhas le Primes LQM 200 le fad fócasach collimator de 120 mm) i bhFíor 2(c). Is feabhas suntasach é an fachtóir M2 de 2.18 ag 13.5 kW i gcomparáid le torthaí tomhais Foireann 2022 bunaithe ar shnáithín aonchineálach 48/400 μm ag an gcumhacht céanna (M2=2.8).
Mar gheall ar an láthair léasair beag (ní mór trastomhas spot teagmhais LQM 200 a bheith níos lú ná 15 mm), le méadú ar chumhacht aschuir, déantar éifeacht teirmeach an lionsa collimator a dhianú, rud a fhágann go bhfuil géarú céime soiléir lasmuigh den fhócas agus aberration láthair. , mar sin ní féidir tomhas cruinn M2 ag cumhacht aschuir 20 kW de thuras na huaire. Rinneadh tástáil ar fhachtóir cáilíochta beam freisin sa turgnamh ag baint úsáide as ionstraim tomhais cáilíochta beam (GYM-100) a d'fhorbair Institiúid Eolaíochtaí Fisiceacha Hefei, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, de réir an Mhodh "GJB 7367-2011 chun Fachtóir Cáilíochta Léasair Ardfhuinnimh a Thomhas". Mar gheall ar úsáid a bhaint as collimator láthair mór le fad fócasach fada (190 mm), rinneadh tionchar éifeacht teirmeach an collimator ar thorthaí tomhais a mhaolú go pointe áirithe. ba é an fachtóir ag 13.5 kW ná 1.92, agus tá na torthaí tástála ag 20 kW léirithe i bhFíor 2(d). ba é 1.93 an luach íosta fachtóir, ba é 2.05 an luach uasta, agus ba é 1.99 an meánluach ag 150 s. Ba é an fachtóir 1.99 ag 13.5 kW, agus ba é an meánluach 1.99 ag 20 kW.

Fíor 2 Cumhacht aschuir léasair agus torthaí tástála
Ionchais Todhchaí
Toisc nach bhfuil aon mhodh comhshó beacht idir -fachtóir agus fachtóir M, ní féidir fíorluach fachtóir M{2- ag 20 kW a dhíorthú ó thorthaí tástála -fachtóra faoi láthair. Mar sin féin, i gcomparáid leis an léasair 20 kW a thuig an fhoireann i 2022 bunaithe ar 48/400 μm aonfhoirmeach YDF (is é meánluach -factor 2.94 bunaithe ar an gcóras tástála céanna), tá feabhas suntasach tagtha ar chaighdeán an bhíoma. Deimhníonn na torthaí turgnamhacha indéantacht snáithíní barrchaolaithe chun cáilíocht bhíoma a fheabhsú. San obair leantach, leanfaidh an fhoireann le paraiméadair struchtúracha an TYDF agus an fheiste snáithín a bharrfheabhsú chun feabhas breise a bhaint amach ar cháilíocht chumhachta agus bhíoma.