Desafios enfrentados por lasers de fibra dopados com túlio contínuos de alta potência

Desafios enfrentados pelos lasers contínuos de fibra dopada com túlio de alta potência. Nas últimas duas décadas, a potência de saída dos lasers contínuos de fibra dopada com túlio aumentou dramaticamente. A potência de saída de um único oscilador totalmente em fibra excedeu 500 W; a estrutura MOPA totalmente em fibra alcançou uma potência de saída de quilowatts. No entanto, ainda existem muitos problemas que restringem futuras melhorias na potência.

Em primeiro lugar, quando a potência aumenta, o sistema irá gerar uma grande quantidade de calor, o que afetará seriamente o aumento da potência de saída e a estabilidade do laser, podendo até causar danos ao laser. Portanto, a dissipação eficaz do calor é crucial. Ao utilizar uma estrutura de amplificação de vários estágios, a distribuição de calor do sistema pode ser efetivamente dispersa e a pressão no gerenciamento térmico é reduzida. Usar uma fonte de bomba com comprimento de onda próximo ao do laser pode reduzir as perdas quânticas e reduzir a produção de calor. Além disso, algumas novas fibras ópticas com boas propriedades de dissipação de calor, como as fibras ópticas revestidas de metal, também fornecem novas ideias para o gerenciamento térmico.

Em segundo lugar, quanto maior a potência de saída do laser, mais óbvio será o efeito não linear da fibra óptica no aumento de potência. Algumas novas fibras de cristal fotônico de campo de modo grande têm limiares não lineares mais elevados, o que pode efetivamente reduzir o impacto dos efeitos não lineares.

Além da influência da temperatura e dos efeitos não lineares, o desempenho dos dispositivos de fibra óptica de 2 μm também restringe até certo ponto a melhoria da potência de saída. Quando a potência excede a potência máxima do dispositivo de fibra óptica, o dispositivo será danificado e causas de alta potência. O aumento da temperatura afeta o desempenho dos dispositivos de fibra óptica.

Portanto, o desenvolvimento de dispositivos de fibra óptica de alta estabilidade e alta potência é uma forma importante de aumentar ainda mais a potência de saída dos lasers de fibra dopada com túlio. Além disso, a eficiência de absorção da luz da bomba pela fibra de ganho e o brilho da fonte da bomba também são fatores importantes que afetam o aumento de potência.

De modo geral, melhorar a potência de saída dos lasers de fibra dopada com túlio pode começar pelos aspectos de obtenção de controle de temperatura eficaz, desenvolvimento de fibras dopadas com túlio de alta eficiência, superação de efeitos não lineares, melhoria do desempenho do dispositivo de fibra, otimização da estrutura do sistema e melhoria da fonte da bomba. brilho.