Desafíos que enfrentan los láseres de fibra continua dopados con tulio de alta potencia. Durante las últimas dos décadas, la potencia de salida de los láseres de fibra continuos dopados con tulio ha aumentado dramáticamente. La potencia de salida de un único oscilador totalmente de fibra ha superado los 500 W; la estructura MOPA totalmente de fibra ha alcanzado una potencia de salida de kilovatios. Sin embargo, todavía hay muchos problemas que restringen futuras mejoras en el poder.
En primer lugar, cuando aumenta la potencia, el sistema generará una gran cantidad de calor, lo que afectará gravemente el aumento de la potencia de salida y la estabilidad del láser, e incluso puede causar daños al láser. Por lo tanto, la disipación eficaz del calor es crucial. Al utilizar una estructura de amplificación de múltiples etapas, la distribución de calor del sistema se puede dispersar de manera efectiva y se reduce la presión sobre la gestión térmica. El uso de una fuente de bombeo con una longitud de onda cercana a la del láser puede reducir las pérdidas cuánticas y la producción de calor. Además, algunas fibras ópticas nuevas con buenas propiedades de disipación de calor, como las fibras ópticas revestidas de metal, también proporcionan nuevas ideas para la gestión térmica.
En segundo lugar, cuanto mayor sea la potencia de salida del láser, más obvio tendrá el efecto no lineal en la fibra óptica sobre el aumento de potencia. Algunas nuevas fibras de cristal fotónico de campo modo grande tienen umbrales no lineales más altos, lo que puede reducir eficazmente el impacto de los efectos no lineales.
Además de la influencia de la temperatura y los efectos no lineales, el rendimiento de los dispositivos de fibra óptica de 2 μm también restringe en cierta medida la mejora de la potencia de salida. Cuando la potencia excede la potencia máxima del dispositivo de fibra óptica, el dispositivo se dañará y la alta potencia provocará que el aumento de temperatura afecte el rendimiento de los dispositivos de fibra óptica.
Por lo tanto, desarrollar dispositivos de fibra óptica de alta estabilidad y alta potencia es una forma importante de aumentar aún más la potencia de salida de los láseres de fibra dopada con tulio. Además, la eficiencia de absorción de la luz de la bomba por la fibra de ganancia y el brillo de la fuente de la bomba también son factores importantes que afectan el aumento de potencia.
En términos generales, mejorar la potencia de salida de los láseres de fibra dopada con tulio puede comenzar desde los aspectos de lograr un control efectivo de la temperatura, desarrollar fibras dopadas con tulio de alta eficiencia, superar los efectos no lineales, mejorar el rendimiento del dispositivo de fibra, optimizar la estructura del sistema y mejorar la fuente de la bomba. brillo.
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