Koje su karakteristike vlaknastih lasera velike snage?

Vlaknasti laseri velike snagetakođer su pokazali veliki potencijal primjene u istraživanju energije, velikim znanstvenim uređajima, svemirskoj znanosti, znanosti o okolišu i drugim područjima, te će postati moćan alat za ljudska bića da razumiju i transformiraju svijet.

Prednosti fiber lasera velike snage su sljedeće.

(1) Kvaliteta snopa je dobra. Struktura valovoda vlakna određuje da je vlaknasti laser lako dobiti izlaz u jednom transverzalnom modu, manje je pod utjecajem vanjskih čimbenika, i može postići laserski izlaz visoke svjetline.

(2) Visoka učinkovitost. Vlaknasti laseri mogu postići visoku učinkovitost pretvorbe svjetlosti u svjetlost odabirom poluvodičkog lasera koji odgovara valnoj duljini emisije i karakteristikama apsorpcije dopiranih elemenata rijetke zemlje kao izvora pumpe. Za vlaknaste lasere velike snage dopirane iterbijem općenito se odabiru poluvodički laseri od 915 nm ili 975 nm. Zbog jednostavne strukture energetske razine Yb3 plus rijetko se javljaju fenomeni kao što su pretvorba naviše, apsorpcija pobuđenog stanja i gašenje koncentracije, a životni vijek fluorescencije je dug. Energija se može učinkovito pohraniti kako bi se postigao rad velike snage. Ukupna elektrooptička učinkovitost komercijalnih lasera s vlaknima je čak 25 posto, što je pogodno za smanjenje troškova, uštedu energije i zaštitu okoliša.

(3) Dobre karakteristike rasipanja topline. Vlaknasti laseri koriste izdužena vlakna dopirana elementima rijetke zemlje kao lasersko pojačanje, koja imaju vrlo veliki omjer površine i volumena. To je oko 1000 puta više od čvrstog blok lasera i ima prirodnu prednost u rasipanju topline. U slučaju srednje i male snage nije potrebno posebno hlađenje optičkog vlakna. U slučaju velike snage, vodeno hlađenje koristi se za odvođenje topline, čime se također može učinkovito izbjeći degradacija kvalitete snopa i učinkovitosti uzrokovana toplinskim učincima u laserima u čvrstom stanju.

(4) Kompaktna struktura i visoka pouzdanost. Budući da vlaknasti laser koristi mala i mekana vlakna kao medij za lasersko pojačanje, korisno je komprimirati volumen i uštedjeti na troškovima. Izvor pumpe također koristi poluvodički laser koji je male veličine i lako se modularizira. Komercijalni proizvodi općenito se mogu ispisati s pletenicama. U kombinaciji s optičkim uređajima kao što su vlaknaste Braggove rešetke, svi ovi uređaji mogu biti potpuno opremljeni optičkim vlaknima sve dok su spojeni jedni s drugima. Imaju visoku otpornost na smetnje iz okoline i visoku stabilnost, što može uštedjeti vrijeme i troškove održavanja.

Tipične primjene vlaknastih lasera velike snage

Zbog prednosti dobre kvalitete snopa, visoke elektrooptičke učinkovitosti, kompaktne strukture i dobre pouzdanosti, fiber laseri imaju izvrsne performanse u svim aspektima industrijske obrade, medicinskog liječenja, daljinskog očitavanja, sigurnosti, znanstvenog istraživanja i drugim poljima.

U industrijskom području, fiber laseri se mogu podijeliti u tri razine prema izlaznoj snazi: fiber laseri male snage (<50 watts), mainly used in microstructure processing, laser marking, resistance adjustment, precision drilling, metal engraving, etc.; medium-power fiber lasers (50-500 watts), mainly used in drilling, welding, cutting and surface treatment of thin metal plates; high-power fiber lasers (>1000 vata), uglavnom se koristi za rezanje debelih metalnih ploča, premazivanje metalnih površina, trodimenzionalnu obradu posebnih ploča, itd. Fleksibilna značajka optičkog vlakna može se dobro kombinirati s robotskom rukom kako bi se zadovoljili zahtjevi primjene raznih složenih industrijskih okruženja. Tehnologija 3D ispisa koja se pojavila posljednjih godina posebno zahtijeva ovu vrstu laserskog sustava visoke svjetline.

U medicinskom polju idealna valna duljina lasera je 1,3 mikrona, što se može koristiti za dijagnostičko oslikavanje; između 1,5 mikrona (vrh apsorpcije vode) i 4 mikrona može se koristiti za operaciju. Za medicinske primjene, najveća prednost fiber lasera je njihova kompaktna, savitljiva geometrija. Izvor svjetlosti kratke koherentne valne duljine sa širokim spektralnim rasponom i velikom izlaznom snagom ključ je za dobivanje sustava optičke koherentne tomografije velike brzine ultra visoke rezolucije. Vlaknasti laseri dopirani erbijem i Ramanovi laseri dopirani iterbijem imaju tipične zahtjeve za optičku koherentnu tomografiju: mali i kompaktni, robusni, pristupačni, relativno velike snage i visoke razlučivosti bez optičkog usklađivanja. Snažni laseri s vlaknima dopiranim erbijem i laseri s vlaknima dopiranim tulijem vrlo su prikladni za medicinske i kirurške primjene. Istraživači su otkrili da laser ne samo da može brzo rezati i koagulirati meko tkivo, već ima i hemostatsku funkciju na valnoj duljini od 1,94 mikrona. A zahvaljujući izvrsnoj kvaliteti snopa vlaknastih lasera, operacija se izvodi s visokom preciznošću.

U području daljinskog očitavanja, izlazna valna duljina srednje infracrvenih vlakana lasera kao što su vlaknasti laseri dopirani erbijem i vlaknasti laseri dopirani tulijem nalazi se u atmosferskom prozoru, koji može proći kroz atmosferu uz male gubitke. Konkretno, vlaknasti laseri dopirani tulijem lakše postižu veliku izlaznu snagu u pojasu sigurnom za oči i imaju više prednosti u pojačanju snage. Još jedna prednost fiber lasera je to što su kompaktni i prenosivi, što će pomoći u smanjenju opterećenja zrakoplova ili zrakoplovnih vozila.

U području nacionalne obrane i vojnih poslova, laseri se široko koriste u radarskoj detekciji, sigurnoj komunikaciji, navođenju i ubijanju. Od rođenja vlaknastog lasera, postao je popularan kandidat za izvor svjetla za novu generaciju laserskog oružja zbog svojih jedinstvenih prednosti. Visoka kvaliteta snopa vlaknastog lasera posebno je pogodna za prijenos energetskih sadnica na velike udaljenosti. U usporedbi s drugim izvorima svjetlosti, njegova manja veličina pogoduje visokoj mobilnosti lansirne platforme i poboljšava prilagodljivost i sposobnost preživljavanja na bojnom polju. Na bojištu u Afganistanu SPATA-in laserski sustav za čišćenje mina "Zeus" obavljao je zadaće čišćenja mina. Od 2009. američka je mornarica u više navrata koristila fiber laserske sustave za uništavanje bespilotnih letjelica, topničkih granata i malih brodova, a postavljen je na ratne brodove 2014. Godine 2012. Rheinmetall, njemački trgovac oružjem za obranu, lansirao je dvostruki cijevni laserski sustav izlazne snage 50 kilovata, koji je u demonstracijskim eksperimentima presretao i uništavao mete poput bespilotnih letjelica i topničkih granata.

Lasersko oružje

Lasersko oružje je vrsta novog koncepta oružja koje se brzo razvija. Lasersko oružje emitira visokoenergetsko lasersko svjetlo na metu brzinom svjetlosti i oštećuje ključne uređaje kao što su fotoelektrična detekcija, navigacija i navođenje, ili čini metu "slijepom, slijepom", ili progori kroz školjku vozila da ga oborite ili detonirate gorivo da eksplodira u zraku, a zadatak oštećenja može se izvršiti u kratkom vremenu. Od rođenja laserskog oružja, njegov razvoj doživio je mnoge uspone i padove. Zrelost laserskih tehnologija u čvrstom stanju kao što su laseri s vlaknima ubrizgala je novi poticaj u razvoj laserskog oružja i postala fokus istraživanja velikih vojnih sila. Trenutačno su Sjedinjene Države, Ujedinjeno Kraljevstvo, Rusija, Njemačka, Indija i druge zemlje pokrenule razvoj laserskog oružja i provele srodna ispitivanja. Upravo je iza ugla kada će lasersko oružje ući na bojno polje.

Tehnologija fiber lasera predstavlja smjer razvoja lasera velike snage i svjetline. Organski integrira tehnologiju valovodnih vlakana i tehnologiju poluvodičkog laserskog pumpanja. Očekuje se da će fiber laser velike snage s optičkim vlaknom kao nosačem zadovoljiti hitnu potražnju za laserima velike snage i visoke učinkovitosti u područjima napredne proizvodnje lasera i vojne obrane u budućnosti. Riječ je o vrhunskoj tehnologiji s važnim strateškim značajem za nacionalno gospodarstvo i nacionalnu sigurnost. Vlaknasti laseri velike snage također su pokazali veliki potencijal primjene u istraživanju energije, velikim znanstvenim uređajima, svemirskoj znanosti, znanosti o okolišu i drugim područjima, te će postat moćan alat za ljudska bića da razumiju i transformiraju svijet.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.