Potentzia handiko zuntz laserren bilakaera teknikoa

Potentzia handiko zuntz laserren bilakaera teknikoa

Optimizazioazuntz laserraegitura

1, espazio-argiaren ponparen egitura

Lehenengo zuntz laserrek ponpa optikoen irteera erabiltzen zuten gehienbat,laserrairteera, bere irteera-potentzia baxua da, zuntz laserren irteera-potentzia denbora gutxian azkar hobetzeko zailtasun handiagoa dago. 1999an, zuntz laserren ikerketa eta garapen arloko irteera-potentzia 10.000 watt-ekoa hautsi zen lehen aldiz, zuntz laserren egitura batez ere ponpaketa bidirekzional optikoa erabiltzea da, erresonadore bat eratuz, zuntz laserren malda-eraginkortasunaren ikerketak % 58,3ra iritsiz.
Hala ere, zuntz-ponpa argiaren eta laser akoplamendu teknologiaren erabilerak zuntz laserrak garatzeko zuntz laserren irteera-potentzia eraginkortasunez hobetu dezakeen arren, aldi berean konplexutasuna dago, eta hori ez da egokia lente optikoari bide optikoa eraikitzeko; behin laserra bide optikoa eraikitzeko prozesuan mugitu behar denean, bide optikoa ere berriro egokitu behar da, eta horrek ponpa optikoko egiturako zuntz laserren aplikazio zabala mugatzen du.

2, zuzeneko osziladore egitura eta MOPA egitura

Zuntz laserren garapenarekin, estaldura-potentzia-kentzeko makinak pixkanaka ordezkatu dituzte lenteen osagaiak, zuntz laserren garapen-urratsak sinplifikatuz eta zeharka zuntz laserren mantentze-eraginkortasuna hobetuz. Garapen-joera honek zuntz laserren pixkanaka-pixkanaka praktikotasuna sinbolizatzen du. Osziladore zuzeneko egitura eta MOPA egitura dira merkatuan dauden zuntz laserren bi egitura ohikoenak. Osziladore zuzeneko egituran, sareak oszilazio-prozesuan uhin-luzera hautatzen du eta gero hautatutako uhin-luzera igortzen du, MOPAk sareak hautatutako uhin-luzera erabiltzen duen bitartean hazi-argi gisa, eta hazi-argia lehen mailako anplifikadorearen eraginpean anplifikatzen da, beraz, zuntz laserren irteera-potentzia ere neurri batean hobetuko da. Denbora luzez, MPOA egitura duten zuntz laserrak erabili izan dira potentzia handiko zuntz laserretarako egitura hobetsi gisa. Hala ere, ondorengo ikerketek aurkitu dute egitura honetako potentzia handiko irteerak erraz eragiten duela zuntz laserraren barruko banaketa espazialaren ezegonkortasuna, eta irteerako laserren distira neurri batean eragingo dela, eta horrek ere eragin zuzena du potentzia handiko irteera-efektuan.

Ponpaketa teknologiaren garapenarekin batera

Hasierako iterbioz dopatutako zuntz laserren ponpaketa-uhin-luzera normalean 915nm edo 975nm izaten da, baina bi ponpaketa-uhin-luzera hauek iterbio ioien xurgapen-pikoak dira, beraz, ponpaketa zuzena deitzen zaio, ponpaketa zuzena ez da asko erabili kuantikoaren galera dela eta. Banda barruko ponpaketa-teknologia ponpaketa zuzenaren teknologiaren luzapena da, non ponpaketa-uhin-luzeraren eta transmisio-uhin-luzeraren arteko uhin-luzera antzekoa den, eta banda barruko ponpaketaren galera kuantikoaren tasa ponpaketa zuzenarena baino txikiagoa den.

Potentzia handiko zuntz laserrateknologiaren garapenaren oztopoa

Zuntz laserrek aplikazio-balio handia badute ere industria militarrean, medikuntzan eta beste industria batzuetan, Txinak zuntz laserren aplikazio zabala sustatu du ia 30 urteko teknologia-ikerketa eta garapenean zehar, baina zuntz laserrek potentzia handiagoa eman dezaketela egin nahi bada, oraindik oztopo asko daude egungo teknologian. Adibidez, zuntz laserraren irteera-potentzia zuntz bakarreko modu bakarreko 36,6 kW-ra irits daitekeen ala ez; ponpaketa-potentziaren eragina zuntz laserraren irteera-potentzian; lente termikoaren efektuaren eragina zuntz laserraren irteera-potentzian.

Horrez gain, zuntz laserren potentzia handiko irteera-teknologiaren ikerketak modu transbertsalaren egonkortasuna eta fotoien iluntze-efektua ere kontuan hartu beharko lituzke. Ikerketaren bidez, argi dago modu transbertsalaren ezegonkortasunaren eragin-faktorea zuntz-berotzea dela, eta fotoien iluntze-efektuak batez ere zuntz laserrak ehunka watt edo kilowatt batzuetako potentzia etengabe igortzen duenean, irteera-potentziak beheranzko joera azkarra izango duela adierazten du, eta zuntz laserraren potentzia handiko irteera jarraituan muga-maila jakin bat dagoela.

Fotoien iluntze efektuaren arrazoi zehatzak ez badira ere argi definitu oraingoz, jende gehienak uste du oxigeno akatsen zentroak eta karga transferentziaren xurgapenak fotoien iluntze efektua gerta dezaketela. Bi faktore hauetan oinarrituta, honako modu hauek proposatzen dira fotoien iluntze efektua inhibitzeko. Aluminioa, fosforoa eta abar bezalakoak, karga transferentziaren xurgapena saihesteko, eta ondoren zuntz aktibo optimizatua probatu eta aplikatzen da, estandar espezifikoa 3KW-ko potentzia irteera ordu batzuetan mantentzea eta 1KW-ko potentzia irteera egonkorra 100 orduz mantentzea da.