Fiberbuntteknik förbättrar kraften och ljusstyrkan hos blå halvledarlaser

Fiberbuntteknik förbättrar kraften och ljusstyrkan hosblå halvledarlaser

Strålformning med samma eller nära våglängd somlaserEnheten är grunden för kombinationer av flera laserstrålar med olika våglängder. Bland dem är spatial strålbindning att stapla flera laserstrålar i rymden för att öka effekten, men det kan leda till att strålkvaliteten minskar. Genom att använda den linjära polarisationskarakteristiken förhalvledarlaser, kan effekten hos två strålar vars vibrationsriktning är vinkelrät mot varandra ökas nästan fördubblas, medan strålkvaliteten förblir oförändrad. En fiberbuntare är en fiberanordning som framställs baserad på Taper Fused Fiber Bundle (TFB). Det går ut på att skala av ett fiberbeläggningsskikt från en bunt, som sedan arrangeras tillsammans på ett visst sätt, värmas upp vid hög temperatur för att smälta. Samtidigt som fiberbunten sträcks i motsatt riktning smälter den optiska fiberns uppvärmningsyta till ett smält konfiberbunt. Efter att konens midja har kapats sammansmälts konens utgångsände med en utgångsfiber. Fiberbuntningtekniken kan kombinera flera individuella fiberbuntar till ett knippe med stor diameter, vilket uppnår högre optisk effektöverföring. Figur 1 är ett schematiskt diagram överblå laserfiberteknik.

Tekniken med spektralstrålekombination använder ett enda chip-dispersionselement för att samtidigt kombinera flera laserstrålar med våglängdsintervall så låga som 0,1 nm. Flera laserstrålar med olika våglängder infaller på det dispersiva elementet i olika vinklar, överlappar varandra vid elementet och diffrakterar sedan och matas ut i samma riktning under dispersionsverkan, så att de kombinerade laserstrålarna överlappar varandra i närfältet och fjärrfältet, effekten är lika med summan av enhetsstrålarna och strålkvaliteten är jämn. För att realisera den smala spektralstrålekombinationen används vanligtvis diffraktionsgitter med stark dispersion som strålkombinationselement, eller ytgitter kombinerat med extern spegelåterkoppling, utan oberoende kontroll av laserenhetens spektrum, vilket minskar svårigheten och kostnaden.

Blå laser och dess sammansatta ljuskälla med infraröd laser används ofta inom svetsning av icke-järnmetaller och additiv tillverkning, vilket förbättrar energiomvandlingseffektiviteten och stabiliteten i tillverkningsprocessen. Absorptionshastigheten för blå laser för icke-järnmetaller ökar flera gånger till tiotals gånger jämfört med lasrar för nära-infraröd våglängd, och den förbättrar även titan, nickel, järn och andra metaller i viss mån. Högpresterande blå lasrar kommer att leda omvandlingen av lasertillverkning, och förbättring av ljusstyrkan och minskade kostnader är den framtida utvecklingstrenden. Additiv tillverkning, plätering och svetsning av icke-järnmetaller kommer att användas i större utsträckning.

I stadiet med låg blå ljusstyrka och hög kostnad kan den sammansatta ljuskällan av blå laser och nära-infraröd laser avsevärt förbättra energiomvandlingseffektiviteten hos befintliga ljuskällor och stabiliteten i tillverkningsprocessen under förutsättningen att kostnaden är kontrollerbar. Det är av stor betydelse att utveckla spektrumstrålekombinationsteknik, lösa tekniska problem och kombinera högljus laserenhetsteknik för att realisera en kilowatt högljus blå halvledarlaserkälla, och utforska ny strålkombinationsteknik. Med ökningen av lasereffekt och ljusstyrka, oavsett om det är en direkt eller indirekt ljuskälla, kommer blå laser att bli viktig inom nationellt försvar och industri.