Avèk lazè fib sèl-mòd rive 10KW ak lazè fib multimode rive 50KW, lazè fib ap kraze soti nan jaden endistriyèl la ak k ap antre nan aplikasyon militè yo, vin tounen yon kandida pou gwo enèji lazè zam deplwaye sou chan batay la.
Nan premye jou teknoloji lazè, pi bon fason pou jwenn pwodiksyon lazè gwo pouvwa se te ekstrè enèji nan gwo volim materyèl lazè. Genyen toujou kèk aplikasyon ki sèvi ak apwòch sa a, tankou National Ignition Facility (NIF) nan Lake Trent National Laboratory, ki sèvi ak gwo anplifikatè vè pou anplifye pulsasyon a 1.8 M. Men, pou anpil aplikasyon endistriyèl, fib ittèrbyòm-dope te vin la. chwa ideyal pou medya lazè gwo pouvwa.
Lazè fib te vini yon fason lontan an tèm de pouvwa depi Elilas Snitzer te envante premye fib lazè a an 1963. Nan mwa jen 2009, IPG Photonics te pibliye yon lazè fib kontinyèl-vag sèl-mòd ak yon pouvwa pwodiksyon 10KW nan Munich Laser Show ak Konferans Lazè Solid-State ak Semiconductor Lazè ki te òganize pa Sosyete Pwofesyonèl Enèji Dirije (DEPS). Bi Shiner, vis prezidan mache endistriyèl nan IPG Photonics, te di ke IPG te pwodwi lazè fib multimode ak pouvwa pwodiksyon jiska 50kW, ak Raytheon te teste aplikasyon potansyèl yo kòm zam lazè. Sepandan, biznis prensipal IPG a se toujou pou aplikasyon pou tretman materyèl endistriyèl, ki soti nan koupe gaufrèt Silisyòm pou selil solè nan Robotics soude nan plak metal.
Poukisa chwazi fib?
Menm jan ak lòt lazè ki ponpe dyod, lazè fib esansyèlman konvèti lazè ponp bon jan kalite ki pi wo nan pwodiksyon lazè ki pi wo, ki ka itilize nan anpil domèn tankou tretman medikal, pwosesis materyèl ak zam lazè. An tèm de reyalize pwodiksyon gwo pouvwa, lazè fib gen de avantaj enpòtan: youn se pwosesis la soti nan limyè ponp nan limyè pwodiksyon-wo kalite, ki gen efikasite konvèsyon segondè; lòt la se bon kapasite dissipation chalè.
Rezon ki fè lazè fib ka reyalize efikasite segondè se sitou akòz ponpe dyòd, seleksyon bab li alatranp nan medya dopan ak optimize konsepsyon fib. Fib optik yo itilize nan lazè fib gwo pouvwa gen yon nwayo enteryè dope ak mwayen genyen ak yon nwayo ekstèn ki limite limyè ponp lan. Limyè ponp lan ka antre nan nwayo ekstèn lan nan figi fen fib la, oswa yo ka makonnen nan nwayo ekstèn lan sou bò fib la nan yon direksyon prèske paralèl ak aks fib la (gade Figi 1). Metòd la lèt rele "bò ponpe", men li pa vle di ke limyè ponp lan antre nan kavite lazè a lateralman tankou yon lazè esansyèl. Yon fwa yo entwodui limyè ponp lan nan nwayo ekstèn lan, li pral repete pase nan nwayo enteryè a ansanm fib la pou reyalize ponpe efikas. Imedyatman, radyasyon ankouraje a fèt sou nwayo enteryè a ak kontinyèlman akimile enèji pou pwodiksyon limyè lazè gwo entansite.
Pifò lazè fib gen dopan, ki se paske glas la selektif ka jwenn yon ti pèt pwopòsyon (diferans enèji ant foton ponp lan ak foton pwodiksyon an). Lè w ap itilize limyè ponp 975nm pou pwodwi limyè pwodiksyon 1035nm, valè pèt pwopòsyon an se sèlman 6%. Nan konparezon, pèt pwopòsyon yon lazè neyodim-dope ponpe nan 808 nm ak pwodiksyon nan 1064 nm se kòm yon wo 20%. Pi piti pèt pwopòsyon pèmèt efikasite ponpe optik-optik lazè fib-dope depase 60%, ki, konbine avèk efikasite konvèsyon elektwo-optik 50% nan dyod ponp lan, vle di ke efikasite konvèsyon total lazè fib la ka rive jwenn 30. %.
Estrikti fib la gen yon gwo sifas pou chak volim inite, ki ede lazè fib gaye chalè, men menm ak refwadisman dlo, dissipation chalè ap limite pèfòmans li yo. Senk ane de sa, chèchè yo te espere pwodiksyon pi wo pouvwa lè yo ogmante nivo dopan ak gwosè nwayo enteryè a, men Johan Nilsson nan University of Southampton te di ke nan gwo pouvwa mwayèn, paske chalè rezidyèl se difisil yo retire nan fib la, " limitasyon efè tèmik la tounen."
