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BWT hà prupostu a teoria di l'arrangimentu spaziale densu (DSBC) è verificatu a correttezza di DSBC attraversu l'esperimentu di a fonte di pompa à livellu di kilowatt.Attualmente, a putenza di un unicu tubu hè stata aumentata à 15W-30W@BPP≈5-12mm * mrad è l'efficienza elettro-ottica hè> 60%, chì permette à a fonte di pompa d'alta putenza accumpagnata da a pruduzzioni di fibra per mantene alta. splendore pruduzzione mentri riduzzione vulume, Hè pussibule à riduce u pesu è migliurà l 'efficienza di cunversione electro-ottica.

Utilizendu u chip attuale, BWT hà rializatu rispettivamente una fonte di pompa cù un diametru di core di 135μm NA0.22 fibra accoppiata output 420W lunghezza d'onda bloccata à 976nm, qualità ≈ 500g;è un diametru core di 220μm NA0.22 fibra accoppiata output 1000W lunghezza d'onda unica 976nm (o 915nm), qualità ≈ 400g fonte di pompa.

In u futuru, cù a migliione di a luminosità di chip semiconductor è l'efficienza elettro-ottica, i surghjenti di pompa ligeri è d'alta putenza ghjucanu un rolu insustituibile in a fabricazione di fonti di luce laser in fibra d'alta putenza, è prumove attivamente u sviluppu. di applicazioni industriali.

Introduzione
I laser di fibra sò cresciuti rapidamente per via di a so eccellente qualità di fasciu è e capacità flessibili di espansione di putenza (combinatori di fibra).Nta l'ultimi anni, i laser di fibra unica monomodale sò limitati da TMI (instabilità di modu trasversale) è effetti SRS, è a putenza di l'oscillatori laser di fibra di pompa diretta di semiconductor hè limitata à 5kW.
[1].L'amplificatore laser hè ancu fermatu à 10kW
[2].Ancu s'è a putenza di output pò esse aumentata aumentendu in modu adattatu u diametru di u core, a qualità di u fasciu di output diminuisce ancu -1.Tuttavia, a dumanda di migliurà a luminosità di e fonti di pompa di semiconductor hè sempre urgente.
I requisiti per a qualità di u fasciu in l'applicazioni di trasfurmazioni industriali ùn sò micca necessariamente unimode.Per aumentà a putenza di una sola fibra, sò permessi uni pochi di modi di ordine bassu.Finu à avà, fonti di luce laser multi-mode multi-mode di fibra unica è fasciu cumminati basati nantu à 976nm pumping di più di 5kW Cù applicazioni batch (principalmente taglio è saldatura di materiali metallici), a produzzione di fonti di pompa d'alta putenza currispundenti. hè ancu scalatu in batch.
Più chjucu, più ligeru è più stabile
A relazione trà u chip semiconductor BPP è a luminosità di a fonte di pompa
Trè anni fà, a luminosità di i chip 9xxnm era soprattuttu à u livellu di 3W / mm * mrad@12W-100μm larghezza di striscia è 2W / mm * mrad@18W-200μm larghezza di striscia.Basatu nantu à tali chips, BWT ottene 600W è 1000W 200μm NA0.22 output-1 in fibra accoppiata.
Attualmente, a luminosità di i chip 9xxnm hà ottenutu 3.75W / mm * mrad@15W-100μm larghezza di striscia è 3W / mm * mrad@30W-230μm larghezza di striscia, è l'efficienza elettro-ottica hè basicamente mantenuta à circa 60%.
Sicondu a teoria di l'arrangimentu spaziale densu [6], hè calculatu secondu l'efficienza media di l'accoppiamentu di fibre di 78% (emissione laser da u chip à l'output di accoppiamentu di fibra: combinazione di fasciu spaziale di una sola lunghezza d'onda è combinazione di fasci di polarizazione senza VBG), è si assume chì u chip funziona à a più alta putenza (U chip BPP hè diversu à diverse correnti), avemu cumpilatu una mappa di dati cum'è seguita:

altu (1)

* Chip Luminosità VS Different Core Diameter Fiber Coupling Output Power

Pò esse truvatu da a figura sopra chì quandu una certa fibra (diamitru core è NA hè fissatu) ghjunghje à un output specificu d'accoppiamentu di putenza, per chips cù luminosità diversa, u numeru di chips hè diversu, è u voluminu è u pesu di a fonte di pompa. sò ancu diffirenti.Per i bisogni di pumping di u laser di fibra, se a fonte di pompa fatta di i chips sopra cù una luminosità diversa hè sceltu, u pesu è u voluminu di u laser di fibra di u listessu putere sò completamente diffirenti, è a cunfigurazione di u sistema di rinfrescante d'acqua hè ancu. abbastanza differente.
L'alta efficienza, a piccula dimensione è u pesu ligeru sò i tendenzi inevitabbili in u sviluppu di futuri fonti di luce laser (sia laser diode, laser à stati solidi o laser in fibra), è a luminosità, l'efficienza è a putenza di chips semiconductor ghjucanu un rolu decisivu in questu. .
Ligeru, alta luminosità, fonte di pompa di alta putenza
Per adattà à u combinatore di fibre, avemu sceltu specificazioni di fibre cumuni: 135μm NA0.22 è 220μm NA0.22.U disignu otticu di e duie fonti di pompa adopta una densa disposizione spaziale è un fasciu di polarizazione.
Frà elli, u 420WLD adotta un chip 3.75W / mm * mrad@15W è una fibra 135μm NA0.22, è hà un bloccu di lunghezza d'onda VBG, chì risponde à i requisiti di 30-100% di blocco d'onda di potenza, è l'efficienza elettro-ottica hè 41% .U corpu LD hè fattu di materiale di lega d'aluminiu è struttura sandwich [5].I chips superiori è inferiori sparte u canali di rinfrescante d'acqua, chì migliurà l'utilizazione di u spaziu.L'arrangiamentu di u puntu di luce, u spettru è a putenza (putenza in a fibra) sò mostrati in a figura:

altu (2)
*420W @ 135μm NA0.22 LD

Avemu sceltu 6 LD per teste di scossa è vibrazione à alta è bassa temperatura.I dati di prova sò i seguenti:

altu (3)
* Test d'impattu à alta è bassa temperatura

altu (4)
* Test di vibrazione

U 1000WLD adopta un chip 3W / mm * mrad@30W è una fibra 220μm NA0.22, chì ottene 915nm è 976nm in fibra accoppiata rispettivamente di 1000W, è l'efficienza elettro-ottica hè> 44%.U corpu LD hè ancu fattu di materiale di lega d'aluminiu.Per perseguite un rapportu putenza à massa più altu, a cunchiglia LD hè stata simplificata sottu a cundizione di assicurà a forza strutturale.A qualità LD, a disposizione spot è a putenza di output (putenza in a fibra) sò i seguenti:

altu (5)
*1000W@220μm NA0.22 LD

Per migliurà l'affidabilità di a surgente di a pompa, a fibra di l'estremità di l'accoppiamentu adopta a fusione di u cappucciu di quartz è a tecnulugia di filtrazione di luce di cladding, chì face a temperatura di a fibra fora di a fonte di pompa vicinu à a temperatura di l'ambienti.Sei 976nmLD sò stati scelti per teste di scossa è vibrazione à alta è bassa temperatura.I risultati di a prova sò i seguenti:

altu (6)
* Test d'impattu à alta è bassa temperatura
* Test d'impattu à alta è bassa temperatura

altu (7)
* Test di vibrazione

Cunclusioni
L'ottenimentu d'alta luminosità vene à a spesa di l'efficienza elettro-ottica, vale à dì, a più alta putenza di output è a più alta efficienza elettro-ottica ùn pò esse ottenuta à u stessu tempu, chì hè determinata da a luminosità di chip è a frequenza normalizzata di l'accoppiamentu. fibra.In u fasciu spaziale multi-single-tube cumminendu a tecnulugia, a luminosità è l'efficienza sò sempre i scopi chì ùn ponu micca ghjunghje à u stessu tempu.L'equilibriu di l'efficienza elettro-ottica è u putere deve esse determinatu secondu l'applicazione specifica.

Referenze
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Analisi di prestazioni multi-kW di l'amplificatore monoliticu monomodu dopatu Yb è a configurazione di l'oscillatore", Fibre Lasers XVI: Tecnulugia è Sistemi (2019).
[2] Gapontsev V, Fomin V, Ferin A, et al, "Diffraction Limited Ultra-High-Power Fiber Lasers", Advanced Solid-state Photonics (2010).
[3] Haoxing Lin, Li Ni, Kun Peng, et al, "U laser di fibra dopata YDF prodotta in Cina hà ottinutu 20kW di output da una sola fibra", Chinese Journal of Lasers, 48 ​​(09), (2021).
[4] Cong Gao, Jiangyun Dai, Fengyun Li, et al, "Fibra di Aluminophosphosilicate Dopata con Ytterbium 10-kW fatta in casa per Pompa Tandem", Chinese Journal of Lasers, 47 (3), (2020).
[5] Dan Xu, Zhijie Guo, Tujia Zhang, et al, "600 W high brightness diode laser pumping source", Spie Laser,1008603,(2017).
[6] Dan Xu, Zhijie Guo, Di Ma, et al, "High luminosità KW-classe laser diode direttu", High-power Diode Laser Technology XVI, High-Power Diode Laser Technology XVI, (2018).
Fundatu in u 2003, BWT hè un fornitore di servizii di soluzioni laser globale.Cù a missione di "Let the Dream Drive the Light" è i valori di "Outstanding Innovation", a cumpagnia hè impegnata à creà prudutti laser megliu è furnisce laser diodi, laser in fibra, prudutti laser ultraveloci è soluzioni per i clienti glubale.Finu à avà, più di 10 milioni di laser BWT funzionanu stabilmente in linea in più di 70 paesi è regioni in u mondu.


Tempu di Post: 11-May-2022