Tidlige fiberlaserevarlav effektivitetogkraft, og begrenset, til en mer effektiv metode for å levere pumpestrålen til kledningen dukket opp.
Dette er en metode som kan overvinne begrensningene fra tidligere lanseringsmetoder - sidepumpe-strålemetoden hjelper til med å frigjøre det virkelige potensialet til fiberlasere, åpner en ny æra med høyeffekt fiberlasere og forsterkere og endrer utviklingen av fiberteknologi fullstendig . Videreutvikling har fremmet storstilt adopsjon av fiberlasere i forskjellige bruksområder som industri, vitenskap og medisinsk utstyr. Utviklingen av industrielle fiberlasere kan deles inn i to trinn, som er preget av kraftkombinatorer og lysstyrkeomformere.
Effektkombinatoren i det første trinnet inneholder flere laserdiode-pumpepakker, designet for effektivt å kombinere multimodelys til passive overføringsfibre. Bruk av overflødig en-emitter-diodeemballasje kan sikre laserens høye pålitelighet. Det er to Bragg-gitterspeil i fiberens optiske hulrom, plassert i den sentrale enkeltmoduskjernen, som er en fiber med høy renhet med en kledning dopet med forskjellige sjeldne jordelementer.
Dette optiske hulrommet konverterer diodelys av lav kvalitet til en enkeltmodus laserstråle. Den ene Bragg-risten fungerer som en total reflektor, og den andre fungerer som en delvis reflektor eller utgangskobling. Ingen andre elementer er dopet i multimoduskledningen, som bare avgir lys fra diodepumpen. Solid-state-strukturen til fiberlaseren gjør den immun mot miljøfaktorer som støv, fuktighet og luftforstyrrelser i fritt rom.
Den elektriske effektiviteten til den totale pumpemetoden overstiger 50%, og enkeltmodusutgangseffekten til en enkelt modul er omtrent 2kW-3kW. Effekten fra en enkelt modul kan brukes direkte eller i kombinasjon for å gi en lysstyrke på mer enn 100 kW, noe som gjør denne fiberlaseren egnet for forskjellige industrielle applikasjoner.
Driftsmetode
Fiberlasere kan deles inn i kontinuerlig bølge (CW), kvasi-kontinuerlig bølge (QCW), nanosekundpuls, ultrafast pikosekund- eller femtosekundpuls og andre lysbølgemodus. Kontinuerlige bølgelasere kan gi stabil utgang innenfor den nominelle maksimale utgangseffekten, og kan moduleres til 50 kHz i henhold til utgangseffekten, men modulasjonen vil ikke øke toppeffekten. Kontinuerlige bølgelasere brukes i mange felt. De mest bemerkelsesverdige er skjæring og metallsveising. De kan også brukes til lodding, 3D-utskrift, kledning og varmebehandling.
Den lange pulsen generert av 10 QCW-lasere kan øke pulsenergien og topputgangseffekten med 10 ganger, og den lange pulsvarigheten er 10 10 s-100 000 s s. For eksempel har en QCW-laser med en gjennomsnittlig effekt på 300W en toppeffekt på 3kW og en pulsenergi på 30J. QCW-lasere brukes hovedsakelig til sveising, boring og spesielle skjæreoperasjoner, for eksempel kutting av høyreflekterende metaller eller andre materialer. Toppeffektområdet til standardmaskinen QCW-modellen er 1kW-20kW, og driftskostnadene er mye lavere enn andre konkurransedyktige laserteknologier som kan gjøre det samme resultatet.
Den nanosekunder-Q-svitslede fiberlaseren kan gi et gjennomsnittlig utgangseffektområde fra 10W til 2kW. I området 1ns-1000ns kan pulsvarigheten være fast eller justerbar (brukere kan velge å forhåndsprogrammere). Den typiske laserpulsenergien ligger innenfor 10W-300W, som er nær den enkeltmodusstrålekvaliteten som brukes til mikroprosessering, opp til omtrent 1mJ. Avhengig av modell, kan disse laserne moduleres fra kilohertz til megahertz. Pulslaseren med høyere gjennomsnittseffekt brukes til høyhastighets overflatebehandling, og pulsenergien kan nå 100 mJ, noe som kan realisere et større behandlingsområde.
Ultrasnelle pikosekund- og femtosekundfiberlasere har pulsvarigheter fra 200fs til flere pikosekunder, med en gjennomsnittlig effekt på 10W-200W, og kan brukes i forskjellige mikroprosesseringsapplikasjoner, inkludert metaller og ikke-metaller.
Den aktive laserkjernen til en fiberlaser kan dopes med ett eller flere aktive atomer for å produsere en standardutgang i flere spektrale områder.
Bølgelengdeområde
Doping av ett eller flere aktive atomer i den aktive laserkjernen til en fiberlaser kan produsere en standardutgang i flere spektrale områder. For eksempel kan doping med ytterbium (Yb) atomer produsere produksjon mellom 1030 nm og 1080 nm; doping med erbium (Er) -atomer kan produsere bølgelengder mellom 1500 nm og 1570 nm; doping med thulium (Tm) atomer kan produsere 1900 nm - 2050 nm lys. Dobbelt eller tredobbelt frekvensen til disse grunnleggende linjene, og det er en laser som kan avgi grønne stråler (515nm-550nm) og ultrafiolette stråler (-355nm).
Det nåbare området for Raman-forskyvning av den fundamentale bølgen ytterbium erbium utvides til 1,15µm-1.8 µm. Den ytterligere doblingen av bølgelengden gjør det mulig for fiberlaseren å arbeide i det synlige lysområdet på 515nm-635nm. I tillegg kan en hybrid solid state-laser pumpet av en kontinuerlig bølgefiberlaser dopet med thulium eller erbium gi midt-infrarød utgang i området 1,9 um til> 5 um.
