Лазери с ранни влакнабяханиска ефективностимощност и ограничена, докато се появи по-ефективен метод за подаване на лъча на помпата към облицовката.
Това е метод, който може да преодолее ограниченията на предишните методи за изстрелване - методът на страничната помпа помага да се разгърне истинският потенциал на влакнестите лазери, открива нова ера на мощни влакнести лазери и усилватели и изцяло променя развитието на технологията на влакната . По-нататъшното развитие насърчава широкомащабното въвеждане на фибролазери в различни области на приложение като промишлеността, науката и медицинското оборудване. Разработването на индустриални влакнести лазери може да бъде разделено на два етапа, които се характеризират с мощни комбайнери и преобразуватели на яркост.
Комбинаторът на мощност на първия етап съдържа множество пакети лазерни диодни помпи, предназначени да комбинират ефективно тяхната многомодова светлина в пасивни предавателни влакна. Използването на излишни едноизлъчващи диодни опаковки може да осигури високата надеждност на лазера. В оптичната кухина на лазера има две влакнести решетъчни огледала Bragg, разположени в централното едномодово ядро, което е влакно с висока чистота с облицовка, легирана с различни редки земни елементи.
Тази оптична кухина преобразува нискокачествена диодна светлина в едномодов лазерен лъч. Едната от влакнестите решетки Bragg служи като пълен рефлектор, а другата служи като частичен рефлектор или изходен съединител. В многорежимната облицовка няма легирани други елементи, които излъчват само светлина от диодна помпа. Твърдото състояние на влакнестия лазер го прави имунизиран срещу фактори на околната среда като прах, влага и въздушни смущения.
Електрическата ефективност на цялостния метод на изпомпване надвишава 50%, а изходната мощност на един режим на един модул е около 2kW-3kW. Изходът на един модул може да се използва директно или в комбинация, за да се осигури мощност с висока яркост от над 100 kW, което прави този влакнест лазер подходящ за различни индустриални приложения.
Метод на работа
Фибровите лазери могат да бъдат разделени на непрекъснати вълни (CW), квазинепрекъснати вълни (QCW), наносекундни импулси, свръхбързи пикосекундни или фемтосекундни импулси и други режими на светлинни вълни. Лазерите с непрекъсната вълна могат да осигурят стабилна мощност в рамките на номиналната максимална изходна мощност и могат да бъдат модулирани до 50kHz според изходната мощност, но модулацията няма да увеличи пиковата им мощност. Лазерите с непрекъсната вълна се използват в много области. Най-забележителните са рязането и заваряването на метали. Те могат да се използват и за спояване, 3D печат, облицовка и термична обработка.
Дългият импулс, генериран от 10 QCW лазера, може да увеличи енергията на импулса и пиковата изходна мощност с 10 пъти, а продължителността на дългия импулс е 10? S-100000? S. Например, QCW лазер със средна мощност от 300W има пикова мощност от 3kW и импулсна енергия от 30J. QCW лазерите се използват главно за заваряване, пробиване и специални операции на рязане, като рязане на силно отразяващи метали или други материали. Обхватът на върховата мощност на стандартната машина на модела QCW е 1kW-20kW, а оперативните разходи са много по-ниски от другите конкурентни лазерни технологии, които могат да направят същата мощност.
Наносекундният импулсен Q-комутиран влакнест лазер може да осигури среден диапазон на изходна мощност от 10W до 2kW. В диапазона от 1ns-1000ns, продължителността на импулса може да бъде фиксирана или регулируема (потребителите могат да изберат предварително програмиране). Типичната енергия на лазерния импулс е в рамките на 10W-300W, което е близо до качеството на едномодовия лъч, използвано за микрообработка, до около 1mJ. В зависимост от модела тези лазери могат да бъдат модулирани от килогерца до мегагерца. Импулсният лазер с по-висока средна мощност се използва за високоскоростна повърхностна обработка и импулсната енергия може да достигне 100mJ, което може да реализира по-голяма обработваща площ.
Ултра бързите пикосекундни и фемтосекундни влакнести лазери имат продължителност на импулса, варираща от 200fps до няколко пикосекунди, със средна мощност от 10W-200W и могат да бъдат използвани в различни приложения за микрообработка, включително метали и неметали.
Активното лазерно ядро на влакнест лазер може да бъде легирано с един или повече активни атоми, за да се получи стандартен изход в няколко спектрални диапазона.
Обхват на дължината на вълната
Легирането на един или повече активни атоми в активното лазерно ядро на влакнест лазер може да доведе до стандартен изход в няколко спектрални диапазона. Например, легирането с атоми на итербий (Yb) може да доведе до изход между 1030nm и 1080nm; легирането с атоми на ербий (Er) може да доведе до дължини на вълните между 1500nm и 1570nm; легирането с атоми на тулий (Tm) може да произведе 1900nm - 2050nm светлина. Удвоете или утроете честотата на тези основни линии и това е лазер, който може да излъчва зелени лъчи (515nm-550nm) и ултравиолетови лъчи (-355nm).
Достижимият обхват на Рамановото изместване на основната вълна итербиум ербий се разширява до 1,15µm-1.8 µм. По-нататъшното удвояване на дължината на вълната позволява на влакнестия лазер да работи в диапазона на видимата светлина от 515nm-635nm. В допълнение, хибриден лазер с твърдо състояние, изпомпван от лазер с непрекъснати вълни, допиран с тулий или ербий, може да осигури средно инфрачервен изход в диапазона от 1,9 µm до> 5 µm.
