Які переваги застосування та майбутній розвиток надшвидких волоконних лазерів?

Надшвидкий волоконний лазер, як нове покоління лазерів, можна розуміти як поєднання надшвидкої технології та волоконного лазера, що поєднує подвійні переваги надшвидкого лазера та волоконного лазера. Десять років тому надшвидкісні волоконні лазери залишалися в галузі фундаментальних наукових досліджень і використовувалися в лабораторіях науково-дослідних установ, відіграючи важливу роль як потужний дослідницький інструмент у галузі нелінійної оптики, лазерної спектроскопії, прецизійних оптичних вимірювань, терагерцового діапазону. , та інші наукові дослідження. З швидким розвитком технології виробництва надшвидких волоконних лазерів, удосконаленням основних пристроїв, таких як джерело насоса, волокно з подвійною оболонкою, волоконна решітка та інші виробничі процеси та зниження витрат, надшвидкісні волоконні лазери перемістилися на ринок в останні роки, і перетворення було реалізовано в промислових застосуваннях.

Надшвидкий волоконний лазер із волокном, легованим рідкоземельними елементами, як середовище підсилення лазера, може досягти мініатюризації, високої ефективності та низької вартості завдяки великій площі поверхні та легкому розсіюванню тепла волокна, а також має помітні переваги в практичних застосуваннях. У той же час надшвидкісні лазери мають унікальні переваги перед традиційними довгоімпульсними і безперервними лазерами. Завдяки надзвичайно короткому часу взаємодії між надшвидким лазером і матеріалом енергія вводиться дуже швидко в невелику зону дії, а миттєве осадження з високою щільністю енергії змінює режим поглинання та руху електронів, принципово уникаючи перенесення та перетворення енергії, існування теплової енергії та впливу, спричиненого тепловою дифузією, а також фундаментально змінюючи механізм взаємодії між лазером і матеріалом. Видатна продуктивність у промислових галузях, таких як точна мікрообробка, аерокосмічна промисловість, побутова електроніка, виробництво автомобілів і фотоелектрична енергетика.

Варто зазначити, що система оптичного частотного гребінця спочатку складалася з надзвичайно великої системи дорогоцінних каменів з титану, яку практично неможливо було перемістити. Тепер, завдяки популярності надшвидких волоконних лазерів, які досягли великих успіхів у розмірах і вартості, ця технологія, удостоєна Нобелівської премії, спростила роботу більшій кількості людей. У той же час надшвидкісні волоконні лазери все ширше використовуються в біомедичній галузі не тільки для дослідження в реальному часі молекулярної та субклітинної динаміки та хірургії, але й для характеристик неабляційного пошкодження, яке можна використовувати для лікування короткозорості та лікування шкіри. Останніми роками поява нових волокон, таких як інфрачервоне волокно, напівпровідникове волокно та фотонно-кристалічне волокно, забезпечила ширший етап для надшвидких волоконних лазерів.

Волоконні лазери мають наступні переваги

1. Легкий і простий у встановленні: волокно м’яке і його можна згинати, а волоконний лазер зазвичай невеликий і легкий, що знижує вартість придбання та є зручним і гнучким у встановленні.

2. Низькі витрати на технічне обслуговування: модуль розсіювання тепла твердотільного лазера під впливом теплових ефектів, таких як ефект теплової лінзи та ефект подвійного променезаломлення, потребує ретельного проектування, оскільки співвідношення площа поверхні/об’єм волокна як середовища лазера перевищує Волоконний лазер на 4 порядки більший, ніж блоковий твердотільний лазер у формі стрижня, може охолоджуватися повітрям у межах 100 Вт. При цьому волоконний лазер не потребує кількох годин регулярного обслуговування щомісяця.

3. Висока якість променя: числова апертура лазера, випромінюваного волокном, невелика, а характеристики легкої концентрації світла дозволяють досягти високопотужного ущільнення та обробки з високою роздільною здатністю. Висока якість променя означає, що волоконний лазер можна використовувати в галузях високотехнологічного виробництва, таких як обробка матеріалів, лікування, наука та національна оборона.

4. Вища енергоефективність: легований волоконний лазер може досягти широкосмугового посилення світла порівняно з кристалічним лазером YAG, а світло накачки укладено у волокно, що може досягти високоефективного накачування.

5. Сильна довгострокова стабільність: волоконні лазери, які не містять оптичних систем вільного простору, не сприйнятливі до пилу, температури, механізмів та інших впливів через відсутність космічних оптичних компонентів.

6. Легко досягти високої потужності: оскільки насосний модуль можна підключати послідовно та паралельно, вихідну потужність можна збільшити за допомогою різноманітних конструкцій.

Напрям розвитку надшвидких волоконних лазерів

Надшвидкий волоконний лазер є основним компонентом багатьох систем надшвидкого лазерного нанесення, а його продуктивність є основним обмежуючим фактором усієї системи нанесення. Однак у надшвидких волоконних лазерах ще багато чого потрібно вдосконалити та покращити, тому підвищення продуктивності все ще залишається одним із поточних напрямків досліджень надшвидких волоконних лазерів. У майбутньому менша ширина імпульсу, більша вихідна потужність, більш висока частота повторення, форма імпульсу та розширення діапазону довжини хвилі імпульсу стануть ключовими проблемами для розробників. Лише коли загальна продуктивність кожного виміру постійно покращується, вона зможе краще відповідати вимогам додатків у різних галузях.

Тепер комерційний ультрашвидкий діапазон довжин хвиль лазера в інфрачервоному, зеленому та ультрафіолетовому світлі, найкоротша довжина хвилі може досягати 266/263 нм. Застосування включають супутникове визначення дальності, лазерну точну обробку, нелінійну оптику, лазерну спектроскопію, біомедицину, оптику високого поля, фізику конденсованого середовища та інші галузі наукових досліджень. Надшвидкий лазер може створювати багато нових фізичних властивостей і має великий потенціал у нових прискорювачах частинок, надшвидких високоенергетичних джерелах рентгенівського випромінювання тощо. Винахід надшвидких лазерів значно сприяв розвитку атомної та молекулярної фізики, нелінійної оптики, фізики плазми, термодинаміки та ін. Завдяки безперервному вдосконаленню технології ультракоротких лазерних імпульсів лабораторія змогла генерувати високоінтенсивний періодичний ультракороткий імпульс, який забезпечує умови для вивчення взаємодії між світлом і речовиною, відкриває нове поле досліджень взаємодії між світлом і речовина, і створює так звану екстремальну нелінійну оптику.

Контактна інформація:

Якщо у вас є якісь ідеї, не соромтеся поговорити з нами. Незалежно від того, де знаходяться наші клієнти та які наші вимоги, ми будемо слідувати нашій меті надавати нашим клієнтам високу якість, низькі ціни та найкращий сервіс.