Mae BWT wedi cynnig theori trefniant gofodol trwchus (DSBC) ac wedi gwirio cywirdeb DSBC trwy arbrawf ffynhonnell pwmp lefel cilowat.Ar hyn o bryd, mae pŵer tiwb sengl wedi'i gynyddu i 15W-30W@BPP≈5-12mm * mrad a'r effeithlonrwydd electro-optegol yw > 60%, sy'n galluogi'r ffynhonnell pwmp pŵer uchel ynghyd ag allbwn ffibr i gynnal uchel allbwn disgleirdeb wrth leihau cyfaint, Mae'n bosibl lleihau'r pwysau a gwella effeithlonrwydd trosi electro-optegol.
Gan ddefnyddio'r sglodion presennol, mae BWT yn y drefn honno wedi sylweddoli ffynhonnell pwmp gyda diamedr craidd o 135μm NA0.22 allbwn cyplydd ffibr 420W tonfedd-gloi ar 976nm, ansawdd ≈ 500g;a diamedr craidd o 220μm NA0.22 ffibr cypledig allbwn 1000W tonfedd sengl 976nm (neu 915nm), ansawdd ≈ ffynhonnell pwmp 400g.
Yn y dyfodol, gyda gwelliant mewn disgleirdeb sglodion lled-ddargludyddion ac effeithlonrwydd electro-optegol, bydd ffynonellau pwmp ysgafn a phŵer uchel yn chwarae rhan anadferadwy wrth gynhyrchu ffynonellau golau laser ffibr pŵer uchel cyfaint bach, a byddant yn hyrwyddo'r datblygiad yn weithredol. o gymwysiadau diwydiannol.
Rhagymadrodd
Mae laserau ffibr wedi tyfu'n gyflym oherwydd eu hansawdd trawst rhagorol a'u galluoedd ehangu pŵer hyblyg (cyfunwyr ffibr).Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae laserau ffibr un-modd un-ffibr wedi'u cyfyngu gan effeithiau TMI (ansefydlogrwydd modd traws) ac SRS, ac mae pŵer osgiliaduron laser ffibr pwmpio uniongyrchol lled-ddargludyddion wedi'i gyfyngu i 5kW
[1].Mae'r mwyhadur laser hefyd yn cael ei stopio ar 10kW
[2].Er y gellir cynyddu'r pŵer allbwn trwy gynyddu'r diamedr craidd yn briodol, mae ansawdd y trawst allbwn hefyd yn gostwng -1.Serch hynny, mae'r galw am wella disgleirdeb ffynonellau pwmp lled-ddargludyddion yn dal yn frys.
Nid yw'r gofynion ar gyfer ansawdd trawst mewn cymwysiadau prosesu diwydiannol o reidrwydd yn un modd.Er mwyn cynyddu pŵer ffibr sengl, caniateir ychydig o foddau lefel isel.Hyd yn hyn, ychydig o ffynonellau golau laser aml-ddull ffibr sengl a thrawst cyfun yn seiliedig ar bwmpio 976nm o fwy na 5kW Gyda chymwysiadau swp (torri a weldio deunyddiau metel yn bennaf), cynhyrchu ffynonellau pwmp pŵer uchel cyfatebol hefyd yn swp-raddfa.
Llai, ysgafnach a mwy sefydlog
Y berthynas rhwng y sglodion lled-ddargludyddion BPP a disgleirdeb y ffynhonnell pwmp
Dair blynedd yn ôl, roedd disgleirdeb sglodion 9xxnm yn bennaf ar lefel lled stribed 3W / mm * mrad@12W-100μm a lled stribed 2W / mm * mrad@18W-200μm.Yn seiliedig ar sglodion o'r fath, mae BWT yn cyflawni 600W a 1000W 200μm NA0.22 allbwn cyplydd ffibr-1.
Ar hyn o bryd, mae disgleirdeb sglodion 9xxnm wedi cyflawni lled stribed 3.75W / mm * mrad@15W-100μm a lled stribed 3W / mm * mrad@30W-230μm, ac mae'r effeithlonrwydd electro-optegol yn cael ei gynnal yn y bôn tua 60%.
Yn ôl theori trefniant gofodol trwchus [6], caiff ei gyfrifo yn ôl effeithlonrwydd cyplu ffibr cyfartalog o 78% (allyriad laser o'r sglodion i allbwn cyplu ffibr: cyfuno trawst gofodol un-donfedd a chyfuno trawst polareiddio heb VBG), a thybir bod y sglodyn yn gweithio ar y pŵer uchaf (Mae'r BPP sglodion yn wahanol ar wahanol gerrynt), rydym wedi llunio map data fel a ganlyn:
* Disgleirdeb sglodion VS Gwahanol Craidd Diamedr Ffibr Cyplu Allbwn Power
Gellir canfod o'r ffigur uchod, pan fydd ffibr penodol (diamedr craidd a NA yn sefydlog) yn cyflawni allbwn cyplu pŵer penodol, ar gyfer sglodion â disgleirdeb gwahanol, mae nifer y sglodion yn wahanol, a chyfaint a phwysau'r ffynhonnell pwmp yn wahanol hefyd.Ar gyfer gofynion pwmpio'r laser ffibr, os dewisir y ffynhonnell pwmp a wneir o'r sglodion uchod â disgleirdeb gwahanol, mae pwysau a chyfaint y laser ffibr o'r un pŵer yn hollol wahanol, ac mae cyfluniad y system oeri dŵr hefyd yn wahanol. hollol wahanol.
Effeithlonrwydd uchel, maint bach a phwysau ysgafn yw'r tueddiadau anochel yn natblygiad ffynonellau golau laser yn y dyfodol (boed laserau deuod, laserau cyflwr solet neu laserau ffibr), ac mae disgleirdeb, effeithlonrwydd a phŵer sglodion lled-ddargludyddion yn chwarae rhan bendant ynddo. .
Ysgafn, disgleirdeb uchel, ffynhonnell pwmp pŵer uchel
Er mwyn addasu i'r cyfuno ffibr, rydym yn dewis manylebau ffibr cyffredin: 135μm NA0.22 a 220μm NA0.22.Mae dyluniad optegol y ddwy ffynhonnell pwmp yn mabwysiadu trefniant gofodol trwchus a chyfuno trawst polareiddio.
Yn eu plith, mae'r 420WLD yn mabwysiadu sglodion 3.75W / mm * mrad@15W a ffibr NA0.22 135μm, ac mae ganddo glo tonfedd VBG, sy'n cwrdd â gofynion cloi tonnau pŵer 30-100%, a'r effeithlonrwydd electro-optegol yw 41%. .Mae'r corff LD wedi'i wneud o ddeunydd aloi alwminiwm a strwythur rhyngosod [5].Mae'r sglodion uchaf ac isaf yn rhannu'r sianel oeri dŵr, sy'n gwella'r defnydd o ofod.Dangosir y trefniant sbot golau, sbectrwm ac allbwn pŵer (pŵer yn y ffibr) yn y ffigur:
*420W@135μm NA0.22 LD
Dewiswyd 6 LD ar gyfer profion sioc a dirgryniad tymheredd uchel ac isel.Mae data'r prawf fel a ganlyn:
* Prawf effaith tymheredd uchel ac isel
* Prawf dirgryniad
Mae'r 1000WLD yn mabwysiadu sglodyn mrad@30W 3W/mm * a ffibr NA0.22 220μm, sy'n cyflawni allbwn cyplydd ffibr 915nm a 976nm o 1000W yn y drefn honno, a'r effeithlonrwydd electro-optegol yw> 44%.Mae'r corff LD hefyd wedi'i wneud o ddeunydd aloi alwminiwm.Er mwyn mynd ar drywydd cymhareb pŵer-i-màs uwch, mae'r gragen LD wedi'i symleiddio o dan yr amod o sicrhau'r cryfder strwythurol.Mae ansawdd LD, trefniant sbot a phŵer allbwn (pŵer yn y ffibr) fel a ganlyn:
*1000W@220μm NA0.22 LD
Er mwyn gwella dibynadwyedd y ffynhonnell pwmp, mae'r ffibr diwedd cyplu yn mabwysiadu technoleg hidlo golau cap diwedd cwarts a chladin, sy'n gwneud tymheredd y ffibr y tu allan i'r ffynhonnell pwmp yn agos at dymheredd yr ystafell.Dewiswyd chwe 976nmLD ar gyfer profion sioc a dirgryniad tymheredd uchel ac isel.Mae canlyniadau'r profion fel a ganlyn:
* Prawf effaith tymheredd uchel ac isel
* Prawf effaith tymheredd uchel ac isel
* Prawf dirgryniad
Casgliad
Daw cyflawni allbwn disgleirdeb uchel ar draul effeithlonrwydd electro-optegol, hynny yw, ni ellir cael y pŵer allbwn uchaf a'r effeithlonrwydd electro-optegol uchaf ar yr un pryd, sy'n cael ei bennu gan ddisgleirdeb sglodion ac amlder normaleiddio'r cyplydd. ffibr.Yn y trawst gofodol aml-tiwb sy'n cyfuno technoleg, mae disgleirdeb ac effeithlonrwydd bob amser yn nodau na ellir eu cyflawni ar yr un pryd.Dylid pennu cydbwysedd effeithlonrwydd a phŵer electro-optegol yn ôl y cais penodol.
Cyfeiriadau
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, “Dadansoddiad perfformiad aml-kW o fwyhadur un modd monolithig-doped Yb a gosodiad osgiliadur,” Fiber Lasers XVI: Technoleg a Systemau (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, “Laserau Ffibr Ultra-Uchel-Pŵer Diffraction Limited,” Ffotoneg Cyflwr Solid Uwch (2010).
[3] Haoxing Lin, Li Ni, Kun Peng, et al, “Cyflawnodd laser ffibr doped YDF a gynhyrchwyd yn ddomestig Tsieina allbwn 20kW o un ffibr,” Chinese Journal of Lasers, 48(09), (2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, “Ffibr Aluminophosphosilicate Doped Ytterbium Cartref 10-kW ar gyfer Pwmpio Tandem,” Chinese Journal of Lasers, 47(3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W disgleirdeb uchel deuod laser pwmpio ffynhonnell," Spie Laser,1008603,(2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "Disgleirdeb uchel KW-dosbarth laser deuod uniongyrchol," High-power Deuod Laser Technoleg XVI, High-Power Deuod Laser Technoleg XVI, (2018).
Wedi'i sefydlu yn 2003, mae BWT yn ddarparwr gwasanaeth datrysiad laser byd-eang.Gyda chenhadaeth "Let the Dream Drive the Light" a gwerthoedd "Arloesi Eithriadol", mae'r cwmni wedi ymrwymo i greu gwell cynhyrchion laser a darparu laserau deuod, laserau ffibr, cynhyrchion laser tra chyflym ac atebion ar gyfer cwsmeriaid byd-eang.Hyd yn hyn, mae mwy na 10 miliwn o laserau BWT yn rhedeg yn sefydlog ar-lein mewn mwy na 70 o wledydd a rhanbarthau ledled y byd.
Amser postio: Mai-11-2022