Fiberbuntteknik förbättrar kraften och ljusstyrkan hos blå halvledarlaser

Fiberbuntteknik förbättrar kraften och ljusstyrkan hosblå halvledarlaser

Strålformning med samma eller nära våglängd avlaserenheten är grunden för flera laserstrålekombinationer av olika våglängder. Bland dem är spatial beam bonding att stapla flera laserstrålar i rymden för att öka effekten, men kan orsaka att strålkvaliteten minskar. Genom att använda den linjära polarisationskarakteristiken förhalvledarlaser, kan effekten hos två strålar vars vibrationsriktning är vinkelrät mot varandra ökas med nästan två gånger, medan strålkvaliteten förblir oförändrad. Fiberbuntare är en fiberenhet framställd på basis av Taper Fused Fiber Bundle (TFB). Det är att strippa ett knippe av optisk fiberbeläggningsskikt och sedan arrangera ihop på ett visst sätt, värmas upp vid hög temperatur för att smälta det, medan det optiska fiberknippet sträcks i motsatt riktning smälter det optiska fibervärmeområdet till en smält kon optisk fiberbunt. Efter att ha klippt av konens midja, smält konens utgångsände med en utgångsfiber. Fiberbuntningsteknik kan kombinera flera individuella fiberbuntar till ett bunt med stor diameter, och på så sätt uppnå högre optisk kraftöverföring. Figur 1 är ett schematiskt diagram avblå laserfiberteknik.

Den spektrala strålkombinationstekniken använder ett spridningselement för en enda chip för att samtidigt kombinera flera laserstrålar med våglängdsintervall så låga som 0,1 nm. Flera laserstrålar av olika våglängder infaller på det dispersiva elementet i olika vinklar, överlappar vid elementet och diffrakterar och matas sedan ut i samma riktning under spridningens inverkan, så att den kombinerade laserstrålen överlappar varandra i närfältet och fjärrfältet är effekten lika med summan av enhetsstrålarna och strålkvaliteten är konsekvent. För att realisera kombinationen av spektrala strålar med smala avstånd, används vanligtvis diffraktionsgittret med stark dispersion som strålkombinationselementet, eller ytgittret kombinerat med återkopplingsläget för extern spegel, utan oberoende kontroll av laserenhetens spektrum, vilket minskar svårighet och kostnad.

Blå laser och dess sammansatta ljuskälla med infraröd laser används i stor utsträckning inom området för icke-järnmetallsvetsning och additiv tillverkning, vilket förbättrar energiomvandlingseffektiviteten och tillverkningsprocessens stabilitet. Absorptionshastigheten för blå laser för icke-järnmetaller ökas flera gånger till tiotals gånger än för nära-infraröda våglängdslasrar, och den förbättrar även titan, nickel, järn och andra metaller i viss utsträckning. Högeffekts blå lasrar kommer att leda omvandlingen av lasertillverkning, och förbättrad ljusstyrka och sänkta kostnader är den framtida utvecklingstrenden. Additiv tillverkning, beklädnad och svetsning av icke-järnmetaller kommer att användas mer allmänt.

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