BWT దట్టమైన ప్రాదేశిక అమరిక (DSBC) సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించింది మరియు కిలోవాట్-స్థాయి పంప్ సోర్స్ యొక్క ప్రయోగం ద్వారా DSBC యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ధృవీకరించింది.ప్రస్తుతం, ఒకే ట్యూబ్ యొక్క శక్తి 15W-30W@BPP≈5-12mm*mradకి పెంచబడింది మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం >60%, ఇది ఫైబర్ అవుట్‌పుట్‌తో కూడిన హై-పవర్ పంప్ సోర్స్‌ను అధిక స్థాయిలో నిర్వహించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. వాల్యూమ్‌ను తగ్గించేటప్పుడు ప్రకాశం అవుట్‌పుట్, బరువును తగ్గించడం మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం సాధ్యమవుతుంది.
ప్రస్తుత చిప్‌ని ఉపయోగించి, BWT వరుసగా 135μm NA0.22 ఫైబర్-కపుల్డ్ అవుట్‌పుట్ 420W తరంగదైర్ఘ్యం-లాక్ చేయబడిన 976nm, నాణ్యత ≈ 500g యొక్క కోర్ వ్యాసంతో పంప్ మూలాన్ని గ్రహించింది;మరియు కోర్ వ్యాసం 220μm NA0.22 ఫైబర్ కపుల్డ్ అవుట్‌పుట్ 1000W సింగిల్ వేవ్‌లెంగ్త్ 976nm (లేదా 915nm), నాణ్యత ≈ 400g పంప్ సోర్స్.
భవిష్యత్తులో, సెమీకండక్టర్ చిప్ ప్రకాశం మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం మెరుగుపడటంతో, తేలికపాటి మరియు అధిక-పవర్ పంప్ మూలాలు చిన్న-వాల్యూమ్ హై-పవర్ ఫైబర్ లేజర్ లైట్ సోర్సెస్ తయారీలో భర్తీ చేయలేని పాత్రను పోషిస్తాయి మరియు అభివృద్ధిని చురుకుగా ప్రోత్సహిస్తాయి. పారిశ్రామిక అనువర్తనాలు.
పరిచయం
ఫైబర్ లేజర్‌లు వాటి అద్భుతమైన బీమ్ నాణ్యత మరియు సౌకర్యవంతమైన శక్తి విస్తరణ సామర్థ్యాల (ఫైబర్ కాంబినర్‌లు) కారణంగా వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి.ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సింగిల్-మోడ్ సింగిల్-ఫైబర్ ఫైబర్ లేజర్‌లు TMI (ట్రాన్స్‌వర్స్ మోడ్ అస్థిరత) మరియు SRS ప్రభావాల ద్వారా పరిమితం చేయబడ్డాయి మరియు సెమీకండక్టర్ డైరెక్ట్ పంపింగ్ ఫైబర్ లేజర్ ఓసిలేటర్‌ల శక్తి 5kWకి పరిమితం చేయబడింది.
[1].లేజర్ యాంప్లిఫైయర్ కూడా 10kW వద్ద నిలిపివేయబడింది
[2].కోర్ వ్యాసాన్ని సముచితంగా పెంచడం ద్వారా అవుట్‌పుట్ శక్తిని పెంచగలిగినప్పటికీ, అవుట్‌పుట్ బీమ్ నాణ్యత కూడా తగ్గుతుంది -1.అయినప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ పంప్ మూలాల ప్రకాశాన్ని మెరుగుపరచాలనే డిమాండ్ ఇప్పటికీ అత్యవసరం.
పారిశ్రామిక ప్రాసెసింగ్ అప్లికేషన్‌లలో బీమ్ నాణ్యత అవసరాలు తప్పనిసరిగా ఒకే-మోడ్ కాదు.సింగిల్-ఫైబర్ యొక్క శక్తిని పెంచడానికి, కొన్ని తక్కువ-ఆర్డర్ మోడ్‌లు అనుమతించబడతాయి.ఇప్పటి వరకు, కొన్ని-మోడ్ సింగిల్-ఫైబర్ మరియు బీమ్-కంబైన్డ్ మల్టీ-మోడ్ లేజర్ లైట్ సోర్స్‌లు 5kW కంటే ఎక్కువ 976nm పంపింగ్ ఆధారంగా బ్యాచ్ అప్లికేషన్‌లతో (ప్రధానంగా మెటల్ పదార్థాలను కత్తిరించడం మరియు వెల్డింగ్ చేయడం), సంబంధిత అధిక-పవర్ పంప్ మూలాల ఉత్పత్తి బ్యాచ్-స్కేల్ కూడా ఉంది.
చిన్నది, తేలికైనది మరియు మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది
సెమీకండక్టర్ చిప్ BPP మరియు పంప్ మూలం యొక్క ప్రకాశం మధ్య సంబంధం
మూడు సంవత్సరాల క్రితం, 9xxnm చిప్‌ల ప్రకాశం ఎక్కువగా 3W/mm*mrad@12W-100μm స్ట్రిప్ వెడల్పు & 2W/mm*mrad@18W-200μm స్ట్రిప్ వెడల్పు స్థాయిలో ఉండేది.అటువంటి చిప్‌ల ఆధారంగా, BWT 600W మరియు 1000W 200μm NA0.22 ఫైబర్-కపుల్డ్ అవుట్‌పుట్-1ని సాధిస్తుంది.
ప్రస్తుతం, 9xxnm చిప్‌ల ప్రకాశం 3.75W/mm*mrad@15W-100μm స్ట్రిప్ వెడల్పు & 3W/mm*mrad@30W-230μm స్ట్రిప్ వెడల్పును సాధించింది మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం ప్రాథమికంగా 60% వద్ద నిర్వహించబడుతుంది.
దట్టమైన ప్రాదేశిక అమరిక సిద్ధాంతం ప్రకారం [6], ఇది సగటు ఫైబర్ కలపడం సామర్థ్యం 78% ప్రకారం లెక్కించబడుతుంది (చిప్ నుండి ఫైబర్ కలపడం అవుట్‌పుట్ వరకు లేజర్ ఉద్గారాలు: సింగిల్-వేవ్‌లెంగ్త్ ప్రాదేశిక పుంజం కలపడం మరియు VBG లేకుండా పోలరైజేషన్ బీమ్ కలపడం), మరియు చిప్ అత్యధిక శక్తితో పనిచేస్తుందని భావించబడుతుంది (చిప్ BPP వేర్వేరు ప్రవాహాల వద్ద భిన్నంగా ఉంటుంది), మేము ఈ క్రింది విధంగా డేటా మ్యాప్‌ను కంపైల్ చేసాము:
* చిప్ బ్రైట్‌నెస్ VS డిఫరెంట్ కోర్ డయామీటర్ ఫైబర్ కప్లింగ్ అవుట్‌పుట్ పవర్
ఒక నిర్దిష్ట ఫైబర్ (కోర్ వ్యాసం మరియు NA స్థిరంగా ఉంటుంది) ఒక నిర్దిష్ట పవర్ కప్లింగ్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించినప్పుడు, వివిధ ప్రకాశం ఉన్న చిప్‌ల కోసం, చిప్‌ల సంఖ్య భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు పంపు మూలం యొక్క వాల్యూమ్ మరియు బరువు భిన్నంగా ఉంటుందని పై బొమ్మ నుండి కనుగొనవచ్చు. కూడా భిన్నంగా ఉంటాయి.ఫైబర్ లేజర్ యొక్క పంపింగ్ అవసరాల కోసం, వేర్వేరు ప్రకాశంతో పై చిప్‌లతో తయారు చేయబడిన పంప్ మూలాన్ని ఎంచుకున్నట్లయితే, అదే శక్తి యొక్క ఫైబర్ లేజర్ యొక్క బరువు మరియు వాల్యూమ్ పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు నీటి శీతలీకరణ వ్యవస్థ యొక్క కాన్ఫిగరేషన్ కూడా ఉంటుంది. చాలా భిన్నమైనది.
అధిక సామర్థ్యం, చిన్న పరిమాణం మరియు తక్కువ బరువు భవిష్యత్తులో లేజర్ కాంతి వనరుల అభివృద్ధిలో అనివార్యమైన పోకడలు (డయోడ్ లేజర్‌లు, సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు లేదా ఫైబర్ లేజర్‌లు అయినా), మరియు సెమీకండక్టర్ చిప్‌ల ప్రకాశం, సామర్థ్యం మరియు శక్తి ఇందులో నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి. .
తేలికైన, అధిక ప్రకాశం, అధిక శక్తి పంపు మూలం
ఫైబర్ కాంబినర్‌కు అనుగుణంగా, మేము సాధారణ ఫైబర్ స్పెసిఫికేషన్‌లను ఎంచుకున్నాము: 135μm NA0.22 మరియు 220μm NA0.22.రెండు పంపు మూలాల యొక్క ఆప్టికల్ డిజైన్ దట్టమైన ప్రాదేశిక అమరిక మరియు ధ్రువణ పుంజం కలయికను అవలంబిస్తుంది.
వాటిలో, 420WLD 3.75W/mm*mrad@15W చిప్ మరియు 135μm NA0.22 ఫైబర్‌ని స్వీకరిస్తుంది మరియు VBG తరంగదైర్ఘ్యం లాకింగ్‌ను కలిగి ఉంది, ఇది 30-100% పవర్ వేవ్ లాకింగ్ అవసరాలను తీరుస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం 41%. .LD శరీరం అల్యూమినియం మిశ్రమం పదార్థం మరియు శాండ్‌విచ్ నిర్మాణంతో తయారు చేయబడింది [5].ఎగువ మరియు దిగువ చిప్‌లు నీటి శీతలీకరణ ఛానెల్‌ను పంచుకుంటాయి, ఇది స్థల వినియోగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.లైట్ స్పాట్ అమరిక, స్పెక్ట్రం మరియు పవర్ అవుట్‌పుట్ (ఫైబర్‌లో పవర్) చిత్రంలో చూపబడ్డాయి:
*420W@135μm NA0.22 LD
మేము అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత షాక్ మరియు వైబ్రేషన్ పరీక్షల కోసం 6 LDలను ఎంచుకున్నాము.పరీక్ష డేటా క్రింది విధంగా ఉంది:
*అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రభావ పరీక్ష
* వైబ్రేషన్ పరీక్ష
1000WLD ఒక 3W/mm*mrad@30W చిప్ మరియు 220μm NA0.22 ఫైబర్‌ను స్వీకరిస్తుంది, ఇది వరుసగా 1000W యొక్క 915nm మరియు 976nm ఫైబర్-కపుల్డ్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం >44%.LD బాడీ కూడా అల్యూమినియం అల్లాయ్ మెటీరియల్‌తో తయారు చేయబడింది.అధిక శక్తి నుండి ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిని కొనసాగించేందుకు, LD షెల్ నిర్మాణ బలాన్ని నిర్ధారించే షరతుతో సరళీకృతం చేయబడింది.LD నాణ్యత, స్పాట్ అమరిక మరియు అవుట్‌పుట్ పవర్ (ఫైబర్‌లో పవర్) క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
*1000W@220μm NA0.22 LD
పంప్ మూలం యొక్క విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి, కప్లింగ్ ఎండ్ ఫైబర్ క్వార్ట్జ్ ఎండ్ క్యాప్ ఫ్యూజన్ మరియు క్లాడింగ్ లైట్ ఫిల్టరింగ్ టెక్నాలజీని అవలంబిస్తుంది, ఇది పంపు మూలం వెలుపల ఉన్న ఫైబర్ ఉష్ణోగ్రతను గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర చేస్తుంది.అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత షాక్ మరియు వైబ్రేషన్ పరీక్షల కోసం ఆరు 976nmLDలు ఎంపిక చేయబడ్డాయి.పరీక్ష ఫలితాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
*అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రభావ పరీక్ష
*అధిక మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రభావ పరీక్ష
* వైబ్రేషన్ పరీక్ష
ముగింపు
అధిక ప్రకాశం అవుట్‌పుట్‌ను సాధించడం అనేది ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం యొక్క వ్యయంతో వస్తుంది, అనగా అత్యధిక అవుట్‌పుట్ శక్తి మరియు అత్యధిక ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యాన్ని ఒకే సమయంలో పొందలేము, ఇది చిప్ ప్రకాశం మరియు కలపడం యొక్క సాధారణీకరించిన ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఫైబర్.మల్టీ-సింగిల్-ట్యూబ్ ప్రాదేశిక పుంజం కలపడం సాంకేతికతలో, ప్రకాశం మరియు సామర్థ్యం ఎల్లప్పుడూ ఒకే సమయంలో సాధించలేని లక్ష్యాలు.ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ సామర్థ్యం మరియు శక్తి యొక్క బ్యాలెన్స్ నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ ప్రకారం నిర్ణయించబడాలి.
ప్రస్తావనలు
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Yb-డోప్డ్ మోనోలిథిక్ సింగిల్-మోడ్ యాంప్లిఫైయర్ మరియు ఓసిలేటర్ సెటప్ యొక్క బహుళ-kW పనితీరు విశ్లేషణ," ఫైబర్ లేజర్స్ XVI: టెక్నాలజీ అండ్ సిస్టమ్స్ (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, “డిఫ్రాక్షన్ లిమిటెడ్ అల్ట్రా-హై-పవర్ ఫైబర్ లేజర్స్,” అడ్వాన్స్‌డ్ సాలిడ్-స్టేట్ ఫోటోనిక్స్ (2010).
[3] హాక్సింగ్ లిన్, లి ని, కున్ పెంగ్ మరియు ఇతరులు, “చైనా దేశీయంగా ఉత్పత్తి చేసిన YDF డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్ ఒకే ఫైబర్ నుండి 20kW అవుట్‌పుట్‌ను సాధించింది,” చైనీస్ జర్నల్ ఆఫ్ లేజర్స్, 48(09),(2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, “ఇంట్లో తయారు చేసిన 10-kW Ytterbium-డోప్డ్ అల్యూమినోఫాస్ఫోసిలికేట్ ఫైబర్ ఫర్ టెన్డం పంపింగ్,” చైనీస్ జర్నల్ ఆఫ్ లేజర్స్, 47(3), (2020).
[5] డాన్ జు, జిజీ గువో, తుజియా జాంగ్, మరియు ఇతరులు, "600 W హై బ్రైట్‌నెస్ డయోడ్ లేజర్ పంపింగ్ సోర్స్," స్పై లేజర్,1008603,(2017).
[6] డాన్ జు, జిజీ గువో, డి మా, మరియు ఇతరులు, "హై బ్రైట్‌నెస్ KW-క్లాస్ డైరెక్ట్ డయోడ్ లేజర్," హై-పవర్ డయోడ్ లేజర్ టెక్నాలజీ XVI, హై-పవర్ డయోడ్ లేజర్ టెక్నాలజీ XVI, (2018).
2003లో స్థాపించబడిన BWT అనేది గ్లోబల్ లేజర్ సొల్యూషన్ సర్వీస్ ప్రొవైడర్."లెట్ ది డ్రీమ్ డ్రైవ్ ది లైట్" మరియు "అత్యుత్తమ ఆవిష్కరణ" విలువలతో, కంపెనీ మెరుగైన లేజర్ ఉత్పత్తులను రూపొందించడానికి మరియు డయోడ్ లేజర్‌లు, ఫైబర్ లేజర్‌లు, అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ ఉత్పత్తులు మరియు ప్రపంచ వినియోగదారుల కోసం పరిష్కారాలను అందించడానికి కట్టుబడి ఉంది.ఇప్పటి వరకు, ప్రపంచవ్యాప్తంగా 70 కంటే ఎక్కువ దేశాలు మరియు ప్రాంతాలలో 10 మిలియన్ కంటే ఎక్కువ BWT లేజర్‌లు ఆన్‌లైన్‌లో స్థిరంగా నడుస్తున్నాయి.
పోస్ట్ సమయం: మే-11-2022