Z jednomodowy światłowód lasery osiągający 10KW i wielomodowy światłowód lasery osiągający 50KW, światłowód lasery są wyłamujący z z przemysłowym polem i wchodzimy wojskowym zastosowaniami, stawanie a kandydatem dla wysokoenergetyczny laser broń rozmieszczony na polu bitwy.
W tych wczesnych dniach technologii laserowej, najlepszej sposobie uzyskać moc laser wyjście było do ekstrakcji energii z dużych objętości z laser materiału. Są nadal niektóre zastosowania te używane to podejście, takie jako the National Ignition Facility (NIF) at Lake Trent National Laboratory, które używa duże szkło wzmacniacze do wzmocnienia impulsów do 1,8 M. Ale dla wielu zastosowań przemysłowych, domieszk włókno stało idealnym wyborem dla Duża moc laser media.
Włókno lasery przyszły długa droga w kategoriach mocy odod Elilas Snitzer wynalazł pierwszego światłowodno laser w 1963. W czerwcu 2009, IPG Fotonika wydany a fala-ciągła jednomodowy światłowód laser z wyjście moc z 10KW przy Monachium Laser Pokaz i ten Ciało stałe Laser i Półprzewodnik Laser Konferencja hostowane przez Kierowane Energia Profesjonaliści Społeczeństwo (DEPS). Bi Shiner, wice prezes w rynkach przemysłowych w IPG Photonics, powiedział to IPG wyprodukował wyprodukował wielomodowe światłowody lasery z wyjście moce up do 50kW, i Raytheon ma przetestowany ich potencjał zastosowania jako laser broń. Jednak, IPG's główny biznes jest nadal dla przemysłowy materiał przetwarzanie aplikacje, z cięcie krzem wafle dla ogniwa słoneczne do zrobotyzowane spawanie z metal płyt.
Dlaczego wybierz włókno?
Podobne do innych diodowo pompowanych laserów, światłowodów laserów zasadniczo konwersji niskiej jakości pompy laserów na wyższej jakości laser wyjścia, które mogą być używane w wielu dziedzinach takich jako medycznych leczeniu, materiał obróbka i laser broń. W warunkach osiągania wysokiej mocy wyjściu, światłoświatło lasery posiadają dwa ważne zalety: jeden jest procesem z pompa światło do wysokiej jakości wyjście światło, który ma wysoką konwersję wydajność; ten inny jest dobry ciepło rozpraszanie pojemność.
The reason why fiber lasers can achieve high efficiency is mainly due to diode pumping, careful selection of gain doping media and optimized fiber design. The optical fiber used in high-power fiber lasers contains an inner core doped with gain medium and an outer core that confines the pump light. The pump light can enter the outer core through the end face of the fiber, or be coupled into the outer core along the side of the fiber in a direction nearly parallel to the fiber axis (see Figure 1). The latter method is called "side pumping", but it does not mean that the pump light enters the laser cavity laterally like a bulk laser. Once the pump light is introduced into the outer core, it will repeatedly pass through the inner core along the fiber to achieve efficient pumping. Subsequently, the stimulated radiation is conducted along the inner core and continuously accumulates energy to output high-intensity laser light.
Większość światłowód lasery mają domieszki, który jest ponieważ selektywny lustro może uzyskać a mały kwantowy strata ( energia różnica między pompą fotonem i wyjście fotonem). Kiedy używamy 975nm pompa światło do produkować 1035nm wyjście światło, the quantum loss wartość jest tylko 6%. Przez porównanie, the quantum loss z a a domieszkowany neodymem laser pompowany at 808 nm i wyjście AT 1064 nm ISa AS wysoki AS 20%. Mniejsze straty kwantowe umożliwiają optyczne-optyczne pompowanie wydajność laserów domieszkowanych światłowodem do przekroczenia 60%, które, połączone z 50% elektrooptyczne konwersja wydajność z pompy diody, oznacza to to całkowito konwersja wydajność światłowodu laser może osiągnąć 30%.
Światłowód struktura ma a dużą powierzchnię powierzchnię przy jednostkę objętość, która pomaga włókno laser rozpraszać ciepło, ale równomiernie z wodą chłodzenie, ciepło rozpraszanie będzie ograniczyć jego wydajność. Pięć lat temu, naukowcy mieli nadzieję wynik wyższe moce poprzez zwiększenie poziomu dopingu i rozmiar z wewnętrzny rdzeń, ale Johan Nilsson z the University z Southampton powiedzieli że na wysokie średnie moce, ponieważ pozostałe ciepło jest trudne usunąć z włókno, "the termiczny efekt ograniczenie jest powrócony."
