Двойные преимущества источника накачки 976 нм
С ростом зрелости промышленных волоконных лазеров для контроля температуры источников накачки, применение источников накачки с полосой 976 нм в промышленных волоконных лазерах постепенно принимается рынком. Волокно с лазерным усилением имеет высокую эффективность поглощения для источника накачки 976 нм, что может эффективно снизить стоимость производства и сложность технологии накачки промышленного волоконного лазера. Многие ведущие производители волоконного лазера сосредоточились на решении накачки с полосой 976 нм. Для того, чтобы получить большее рыночное преимущество как можно скорее.
Промышленные волоконные лазеры преобразуют энергию из света накачки в световой сигнал через волокно усиления (волокно, легированное эрбием). Волокно, легированное эрбием, имеет два характерных пика поглощения в полосах 915 нм и 976 нм. Коэффициент поглощения относительно низкий в полосе 915 нм, а спектр поглощения широкий. Коэффициент поглощения в полосе 976 нм в 2-3 раза больше, чем в полосе 915 нм, но спектр поглощения относительно узок.
В волокнистом лазере с полосовой фильтрацией 976 нм коэффициент усиления имеет более высокий коэффициент поглощения света накачки. Согласно практическим отзывам многих производителей волоконного лазера в Китае, световая эффективность накачки в полосе 976 нм может достигать 85%, в то время как световая эффективность накачки в полосе 915 нм составляет 75% (рисунок 2). При той же подаче мощности накачки, по сравнению с накачкой в полосе 915 нм, выходная мощность волоконного лазера будет на 13% выше, чем в схеме накачки в полосе 976 нм, а длина волокна усиления, необходимая для накачки в полосе 976 нм, короче и прямо снижается. В то же время стоимость материала также эффективно снижает нелинейные эффекты, потерю света и световую эффективность, а также трудности в управлении температурой. Тем не менее, насос на 976 нм предъявляет более высокие требования к контролю температуры волоконным лазером.
Таким образом, схема накачки мощного волоконного лазера переоценивается. В прошлом в качестве источника накачки использовался полупроводниковый лазер с полосой 915 нм, который пользовался широким спектром поглощения полосы 915 нм. Температура всего лазера была меньше подвержена влиянию температуры, но эффективность поглощения активного волокна усиления в полосе 915 нм была низкой для достижения всего волокна лазера. Более высокая выходная мощность, технически необходимая для использования более высокой мощности накачки 915 нм и более длинного активного волокна, приведет к тому, что разработчики столкнутся с нелинейными эффектами усиления волокна, потерей оптической эффективности и повышенным тепловым управлением. Существует много трудностей в увеличении стоимости единицы мощности. Когда выходная мощность превышает определенный уровень, схема накачки 915 нм станет чрезвычайно сложной и в конечном итоге выйдет из строя.
Вышеуказанные трудности в схеме накачки в полосе 915 нм будут хорошо решены с использованием схемы накачки в полосе 976 нм. Эффективность поглощения волокна усиления в полосе 976 нм в 2-3 раза выше, чем в полосе 915 нм. Более высокая эффективность поглощения означает, что необходимое усиление волокна короче, а нелинейные эффекты уменьшаются. Это также экономит материальные затраты на волокно с частичным усилением, а также экономическое преимущество эффективности освещения (эффективность источника света накачки с полосой 976 нм примерно на 10% выше, чем у источника накачки 915 нм), а также стоимость накачки 976 нм. Схема на мощном волоконном лазере. Преимущества дополнительно отражены.
