Jakie są zalety zastosowania i przyszły rozwój ultraszybkich laserów światłowodowych?

Ultraszybki laser światłowodowy, jako nowa generacja laserów, może być rozumiana jako połączenie ultraszybkiej technologii i lasera światłowodowego, łączące podwójne zalety ultraszybkiego lasera i lasera światłowodowego. Dziesięć lat temu ultraszybkie lasery światłowodowe pozostawały w obszarze podstawowych badań naukowych i były wykorzystywane w laboratoriach instytucji naukowo-badawczych, odgrywając ważną rolę jako potężne narzędzie badawcze w dziedzinie optyki nieliniowej, spektroskopii laserowej, precyzyjnych pomiarów optycznych, teraherców i inne badania naukowe. Wraz z szybkim rozwojem technologii produkcji ultraszybkich laserów światłowodowych, ulepszeniem podstawowych urządzeń, takich jak źródło pompy, włókno dwuwarstwowe, siatka światłowodowa i inne procesy produkcyjne oraz redukcja kosztów, ultraszybkie lasery światłowodowe pojawiły się na rynku w ostatnich latach i transformacja została wdrożona w zastosowaniach przemysłowych.

Ultraszybki laser światłowodowy z włóknem domieszkowanym metalami ziem rzadkich jako medium wzmacniającym laser może osiągnąć miniaturyzację, wysoką wydajność i niski koszt dzięki dużej powierzchni i łatwemu rozpraszaniu ciepła włókna oraz ma znaczące zalety w praktycznych zastosowaniach. Jednocześnie ultraszybkie lasery mają wyjątkową przewagę nad tradycyjnymi laserami długoimpulsowymi i ciągłymi. Ze względu na niezwykle krótki czas interakcji ultraszybkiego lasera z materiałem, energia jest bardzo szybko wstrzykiwana na mały obszar działania, a natychmiastowe osadzanie o dużej gęstości energii zmienia tryb absorpcji i ruchu elektronów, zasadniczo unikając przenoszenie i przekształcanie energii, istnienie energii cieplnej i wpływ dyfuzji termicznej oraz zasadniczą zmianę mechanizmu interakcji między laserem a materiałem. Znakomita wydajność w dziedzinach przemysłowych, takich jak precyzyjna mikroobróbka, lotnictwo, elektronika użytkowa, produkcja samochodów i energia fotowoltaiczna.

Warto wspomnieć, że system grzebienia częstotliwości optycznych pierwotnie składał się z niezwykle dużego systemu tytanowych klejnotów, którego w zasadzie nie można było przesuwać. Teraz, dzięki popularności ultraszybkich laserów światłowodowych, które poczyniły ogromne postępy w wielkości i kosztach, ta nagrodzona Noblem technologia ułatwiła pracę większej liczbie osób. Jednocześnie ultraszybkie lasery światłowodowe są coraz szerzej stosowane w dziedzinie biomedycyny, nie tylko do badań w czasie rzeczywistym dynamiki molekularnej i subkomórkowej oraz chirurgii, ale także do charakterystyki uszkodzeń nieablacyjnych, które można wykorzystać do leczenia krótkowzroczności i leczenie skóry. W ostatnich latach pojawienie się nowych włókien, takich jak światłowód podczerwony, światłowód półprzewodnikowy i światłowód fotoniczny, umożliwiło powstanie szerszego etapu dla ultraszybkich laserów światłowodowych.

Lasery światłowodowe mają następujące zalety

1. Lekki i łatwy w instalacji: włókno jest miękkie i można je zginać, a laser światłowodowy może być zwykle mały i lekki, co zmniejsza koszty zakupu oraz jest wygodny i elastyczny w instalacji.

2. Niski koszt utrzymania: pod wpływem efektów termicznych, takich jak efekt soczewki termicznej i efekt dwójłomności termicznej, moduł rozpraszania ciepła lasera stałego musi być starannie zaprojektowany, ponieważ stosunek pola powierzchni do objętości włókna jako ośrodka laserowego jest większy niż 4 rzędy wielkości większy niż blokowe stałe medium laserowe w kształcie pręta, laser światłowodowy może być chłodzony powietrzem w ciągu 100 W. Jednocześnie lasery światłowodowe nie wymagają kilkugodzinnej regularnej konserwacji każdego miesiąca.

3. Wysoka jakość wiązki: Apertura numeryczna lasera emitowanego przez włókno jest niewielka, a cechy łatwej koncentracji światła umożliwiają osiągnięcie zagęszczenia o dużej mocy i przetwarzania w wysokiej rozdzielczości. Wysoka jakość wiązki oznacza, że ​​laser światłowodowy może być stosowany w zaawansowanych dziedzinach produkcji, takich jak obróbka materiałów, medycyna, nauka i obrona narodowa.

4. Wyższa efektywność energetyczna: domieszkowany laser światłowodowy może osiągnąć wzmocnienie światła szerokopasmowego w porównaniu z laserem kryształowym YAG, a światło pompy jest zamknięte we włóknie, co może osiągnąć wysoką wydajność pompowania.

5. Silna długoterminowa stabilność: lasery światłowodowe, które nie zawierają systemów optycznych w wolnej przestrzeni, nie są podatne na kurz, temperaturę, maszyny i inne efekty ze względu na brak kosmicznych elementów optycznych.

6. Łatwo osiągnąć wysoką moc: ponieważ moduł pompy można łączyć szeregowo i równolegle, moc wyjściową można zwiększyć dzięki różnorodnym konstrukcjom.

Kierunek rozwoju ultraszybkich laserów światłowodowych

Ultraszybki laser światłowodowy jest podstawowym elementem wielu ultraszybkich systemów aplikacji laserowych, a jego wydajność jest głównym czynnikiem ograniczającym cały system aplikacji. Jednak w działaniu ultraszybkich laserów światłowodowych jest jeszcze wiele do ulepszenia i udoskonalenia, dlatego poprawa ich wydajności jest nadal jednym z aktualnych kierunków badań ultraszybkich laserów światłowodowych. W przyszłości węższe szerokości impulsów, wyższe moce wyjściowe, wyższe częstotliwości powtarzania, kształty impulsów i rozszerzenie zakresów długości fal impulsów będą kluczowymi obszarami zainteresowania programistów. Tylko wtedy, gdy ogólna wydajność każdego wymiaru jest stale poprawiana, może lepiej spełniać wymagania aplikacji w różnych dziedzinach.

Teraz komercyjny zakres długości fal ultraszybkiego lasera w zakresie podczerwieni, światła zielonego i ultrafioletu, najkrótsza długość fali może osiągnąć 266/263 nm. Zastosowania obejmują odległości satelitarne, precyzyjną obróbkę laserową, optykę nieliniową, spektroskopię laserową, biomedycynę, optykę wysokiego pola, fizykę materii skondensowanej i inne dziedziny badań naukowych. Ultraszybki laser może wytwarzać wiele nowych właściwości fizycznych i ma ogromny potencjał w nowych akceleratorach cząstek, ultraszybkich wysokoenergetycznych źródłach promieniowania rentgenowskiego i tak dalej. Wynalezienie ultraszybkich laserów znacznie przyspieszyło rozwój fizyki atomowej i molekularnej, optyki nieliniowej, fizyki plazmy, termodynamiki i innych dyscyplin. Dzięki ciągłej dojrzałości technologii ultrakrótkich impulsów laserowych laboratorium było w stanie wygenerować okresowy ultrakrótki impuls o dużej intensywności, który stwarza warunki do badania interakcji między światłem a materią, otwiera nowe pole badawcze interakcji między światłem i materią oraz tworzy tak zwaną ekstremalną optykę nieliniową.

Informacje kontaktowe:

Jeśli masz jakieś pomysły, możesz z nami porozmawiać. Bez względu na to, gdzie są nasi klienci i jakie są nasze wymagania, będziemy podążać za naszym celem, aby zapewnić naszym klientom wysoką jakość, niskie ceny i najlepszą obsługę.