Utfordringer for kontinuerlige thulium-dopete fiberlasere med høy effekt

Utfordringer som høyeffekts kontinuerlige thuliumdopede fiberlasere står overfor, I løpet av de siste to tiårene har utgangseffekten til kontinuerlige thuliumdopede fiberlasere økt dramatisk. Utgangseffekten til en enkelt fiberoscillator har overskredet 500 W; MOPA-strukturen i helfiber har oppnådd en utgangseffekt på kilowatt. Imidlertid er det fortsatt mange problemer som begrenser ytterligere forbedringer i kraft.

Først av alt, når kraften øker, vil systemet generere en stor mengde varme, noe som alvorlig vil påvirke økningen i utgangseffekt og stabiliteten til laseren, og kan til og med forårsake skade på laseren. Derfor er effektiv varmeavledning avgjørende. Ved å bruke en flertrinns forsterkningsstruktur kan varmefordelingen til systemet effektivt spres og trykket på termisk styring reduseres. Bruk av en pumpekilde med en bølgelengde nær laserens kan redusere kvantetap og redusere varmeproduksjonen. I tillegg gir noen nye optiske fibre med gode varmeavledningsegenskaper, som metallkledde optiske fibre, også nye ideer for termisk styring.

For det andre, jo høyere laserutgangseffekt, desto tydeligere vil den ikke-lineære effekten i den optiske fiberen ha på effektøkningen. Noen nye fotoniske krystallfibre med stor modus har høyere ikke-lineære terskler, noe som effektivt kan redusere virkningen av ikke-lineære effekter.

I tillegg til påvirkning av temperatur og ikke-lineære effekter, begrenser ytelsen til 2 μm optiske fiberenheter også forbedringen av utgangseffekten til en viss grad. Når strømmen overstiger den maksimale effekten til den optiske fiberenheten, vil enheten bli skadet, og høy effekt forårsaker Økt temperatur påvirker ytelsen til fiberoptiske enheter.

Derfor er utvikling av høystabile optiske fiberenheter som tåler høy effekt en viktig måte å øke utgangseffekten til thuliumdopede fiberlasere ytterligere. I tillegg er absorpsjonseffektiviteten til pumpelyset av forsterkningsfiberen og lysstyrken til pumpekilden også viktige faktorer som påvirker effektøkningen.

Generelt sett kan forbedring av utgangseffekten til thuliumdopede fiberlasere starte fra aspektene ved å oppnå effektiv temperaturkontroll, utvikle høyeffektive thuliumdopede fibre, overvinne ikke-lineære effekter, forbedre fiberenhetens ytelse, optimalisere systemstrukturen og forbedre pumpekilden. lysstyrke.