В последние годы волоконные лазеры, легированные тулием, привлекают все больше внимания благодаря своим преимуществам, таким как компактная структура, хорошее качество луча и высокая квантовая эффективность. Среди них мощные непрерывные волоконные лазеры, легированные тулием, которые имеют важное применение во многих областях, таких как медицина, военная безопасность, космическая связь, обнаружение загрязнения воздуха и обработка материалов. За последние почти 20 лет быстро развивались мощные непрерывные волоконные лазеры, легированные тулием, и текущая максимальная выходная мощность достигла уровня киловатта. Далее рассмотрим пути повышения мощности и тенденции развития волоконных лазеров, легированных тулием, с точки зрения генераторов и систем усиления.
В качестве источника накачки первых волоконных лазеров, легированных тулием, обычно использовался маломощный YAG-лазер с длиной волны 1064 нм или лазер на красителе 790 нм. Из-за низкой мощности источника накачки и ограничений процесса подготовки волокна с обратным легированием в то время выходная мощность волоконных лазеров, легированных тулием, составляла всего лишь несколько ватт. С внедрением технологии накачки с двойной оболочкой и развитием технологий мощных полупроводниковых лазеров выходная мощность волоконных лазеров, легированных тулием, также постоянно увеличивается.
В 1998 году Джексон и др. из Манчестерского университета в Великобритании использовали полупроводниковый лазер с длиной волны 790 нм в качестве источника накачки и использовали технологию оболочной накачки для создания пространственно структурированного непрерывно перестраиваемого волоконного лазера, легированного тулием, с максимальной выходной мощностью 5,4 Вт. был разработан волоконный лазер на легированном германате. Экспериментальное устройство показано на рисунке 1. В режиме односторонней накачки была получена непрерывная мощность лазера 64 Вт при длине волны 1900 нм. Чтобы получить более высокую выходную мощность, исследователи использовали двухстороннюю накачку и усиливающее волокно длиной 40 см и, наконец, получили непрерывную мощность лазера с длиной волны 1900 нм мощностью 104 Вт.
В 2009 году Харбинский технологический институт разработал волоконный лазер, легированный тулием, с полностью волоконной линейной структурой резонатора. Он состоит из отражающей волоконной брэгговской решетки и отражения Френеля, образованного торцом волокна, легированного тулием, и образующего резонансную полость. Накачивается ЛД 793 нм. В итоге была получена выходная мощность 39,4 Вт. Кроме того, они также сравнили выходную мощность и спектральные характеристики, полученные при использовании ВБР и дихроичных зеркал в качестве высокоотражающих ответвителей соответственно, и обнаружили, что эффективность наклона цельноволоконной структуры ниже, а пороговая мощность выше. По сравнению с пространственной структурой цельноволоконная структура изначально была ограничена производительностью оптоволоконного устройства и качеством сварки, и ее преимущества не были очевидны. Благодаря постоянному совершенствованию технологии подготовки оптоволоконных устройств и уровня сварки цельноволоконные структуры постепенно продемонстрировали огромные преимущества.
В том же году мощный волоконный лазер, легированный тулием, на основе пространственной структуры использовал ЛД 793 нм для накачки волокна, легированного тулием, с диаметром сердцевины 25 мкм и числовой апертурой (NA) 0,08 и достиг мощность одномодового лазера 300 Вт. Позже при аналогичной структуре широкомодовое полевое волокно с диаметром сердцевины 40 мкм и числовой апертурой 0,2 было использовано для получения мощности многомодового лазера 2040 нм мощностью 885 Вт, что представляет собой максимальную выходную мощность, получаемую одним оптоволоконным генератором, легированным тулием.
В 2014 году Университет Цинхуа сообщил о мощном волоконном лазере, легированном тулием, с цельноволоконной линейной структурой резонатора, состоящей из волоконной брэгговской решетки и усиливающего волокна длиной 3 м. В качестве источников накачки использовались семь ЛД 790 нм с максимальной выходной мощностью 70 Вт. В итоге была получена выходная мощность 227 Вт. В том же году Национальный университет оборонных технологий использовал два мощных рамановских волоконных лазера (RFL) с длиной волны 1173 нм в качестве источников накачки для создания высокоэффективного волоконного лазера с узкой шириной линии, легированного тулием, и полностью волоконной структуры с прямым резонатором. наконец-то добился мощности 96 Вт. Это был первый волоконный лазер, легированный тулием, с длиной волны накачки около 1200 нм и выходной мощностью порядка сотен ватт. Это также обеспечило очень многообещающее решение для увеличения выходной мощности волоконных лазеров, легированных тулием.
В 2015 году Хуачжунский университет науки и технологий использовал самодельное кварцевое волокно с двойной оболочкой, легированное тулием, для создания волоконного лазера, легированного тулием, с полностью волоконной линейной структурой резонатора. Для накачки он использовал три мощных ЛД с длиной волны 793 нм и получил выходную мощность 121 Вт. Впервые было использовано отечественное оптическое волокно, легированное тулием, для получения выходной мощности в сотни ватт на длине волны 1915 нм. Кроме того, эксперименты показали, что увеличение диаметра внутренней оболочки усиливающего волокна позволяет добиться лучшего рассеивания тепла, что также дает идеи для управления температурным режимом и повышения мощности волоконных лазеров, легированных тулием.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Китайские волоконно-оптические модули, производители волоконно-оптических лазеров, поставщики лазерных компонентов. Все права защищены.
