Varased kiudlaseridOlidmadal efektiivsus javõimsus ja piiratud, kuni ilmus tõhusam meetod pumba tala toimetamiseks kattekihile.
See on meetod, mis suudab ületada varasemate käivitamismeetodite piirangud- külgpumba tala meetod aitab vallandada kiudude laserite tõelist potentsiaali, avab uue suure võimsusega kiudude laserite ja võimenduste ajastu ning muudab täielikult kiudtehnoloogia arengut. Edasine areng on edendanud kiudlaserite ulatuslikku kasutuselevõttu erinevates rakendusvaldkondades, nagu tööstus, teadus ja meditsiiniseadmed. Tööstuslike kiudude laserite arengut võib jagada kaheks etapiks, mida iseloomustavad võimsuse kombainid ja heleduse muundurid.
Esimeses etapis sisaldab toitekombinaator mitut laserdioodiga pumba paketti, mis on mõeldud nende multimode valguse tõhusaks ühendamiseks passiivseteks ülekandekiududeks. Liigsete ühekiireliste dioodpakendite kasutamine võib tagada laseri kõrge töökindluse. Laseri optilises õõnsuses on kaks kiud Bragg resti peeglit, mis asuvad keskses üherežiimilises südamikus, mis on kõrge puhtusastmega kiud, millel on erinevate haruldaste muldmetallidega kaetud kate.
See optiline õõnsus muundab madala kvaliteediga dioodvalguse üherežiimiliseks laserkiireks. Üks kiududest Bragg restid on täielik helkur ja teine on osaline helkur või väljundsidur. Mitmerežiimilise kattega ei ole muid elemente, mis kiirgab ainult dioodpumba valgust. Kiudlaseri tahkis-struktuur muudab selle immuunseks keskkonnateguritele, nagu tolm, niiskus ja vabaruumi õhu häired.
Üldise pumpamismeetodi elektriline kasutegur ületab 50% ja ühe mooduli üherežiimiline väljundvõimsus on umbes 2kW-3kW. Ühe mooduli väljundit saab kasutada otse või koos, et tagada kõrge heledusega väljund üle 100 kW, muutes selle kiudlaseri sobivaks erinevateks tööstuslikeks rakendusteks.
Toimingu meetod
Kiudlasereid saab jagada pidevaks laineks (CW), poolpidevaks laineks (QCW), nanosekundiks impulsiks, ülikiireks pikosekundiks või femtosekundilisteks impulssideks ja muudeks valguslaine režiimideks. Pidevlaine laserid võivad pakkuda stabiilset väljundit nimivõimsuse piires ja neid saab vastavalt väljundvõimsusele moduleerida 50 kHz-ni, kuid modulatsioon ei suurenda nende tippvõimsust. Pideva laine lasereid kasutatakse paljudes valdkondades. Kõige märkimisväärsemad neist on lõikamine ja metalli keevitamine. Neid saab kasutada ka brazing, 3D printimine, katted ja kuumtöötlus.
10 QCW laseri loodud pikk impulss võib suurendada impulssenergiat ja tippväljundvõimsust 10 korda ning pikk impulsi kestus on 10?s-100000?s. Näiteks 300W keskmise võimsusega QCW laseri tippvõimsus on 3kW ja impulssenergia 30J. QCW lasereid kasutatakse peamiselt keevitamiseks, puurimiseks ja spetsiaalseteks lõikamistöödeks, näiteks väga peegeldavate metallide või muude materjalide lõikamiseks. Standardse QCW mudelimasina tippvõimsus on 1kW-20kW ja töökulud on palju madalamad kui teised konkureerivad lasertehnoloogiad, mis suudavad sama toodangut teha.
Nanosekundiline impulss Q-lüliti kiudlaser võib pakkuda keskmist väljundvõimsust vahemikus 10W kuni 2kW. Vahemikus 1ns-1000ns saab impulsi kestust fikseerida või reguleeritav (kasutajad saavad valida eelprogrammi). Tüüpiline laserimpulsi energia on vahemikus 10W-300W, mis on lähedal üherežiimilise kiirte kvaliteedile, mida kasutatakse mikrotöötluseks, kuni umbes 1mJ. Sõltuvalt mudelist saab neid lasereid moduleerida kilohertsist megahertsiks. Suurema keskmise võimsusega impulsslaserit kasutatakse kiireks pinnatöötluseks ja impulssenergia võib ulatuda 100mJ-ni, mis suudab realiseerida suurema töötlemisala.
Ülikiire picosekundi ja femtosekundiliste kiudlaserite impulsi kestus on vahemikus 200fs kuni mitu pikosekundit, keskmise võimsusega 10W-200W, ja neid saab kasutada erinevates mikrotöötlusrakendustes, sealhulgas metallides ja mittemetallides.
Fiiberlaseri aktiivset lasersüdamikku saab dopeedida ühe või mitme aktiivse aatomiga, et luua standardväljund mitmes spektraalvahemikus.
Lainepikkuse vahemik
Doping üks või mitu aktiivset aatomit fiiberlaseri aktiivses lasersüdamikus võivad anda standardväljundi mitmes spektraalvahemikus . Näiteks võib ytterbium (Yb) aatomitega doping anda väljundi vahemikus 1030nm kuni 1080nm; doping erbiumi (Er) aatomitega võib tekitada lainepikkusi vahemikus 1500nm kuni 1570nm; doping thulium (Tm) aatomitega võib toota 1900nm- 2050nm valgust. Kahekordistage või kolmekordistage nende põhiliinide sagedust ja see on laser, mis võib eraldada rohelisi kiiri (515nm-550nm) ja ultraviolettkiiri (-355nm).
Ramani nihkumise ulatus põhilaine ytterbium erbium on laiendatud 1,15-niµm-1,8µm. Lainepikkuse edasine kahekordistamine võimaldab kiudlaserit töötada nähtavas valgusvahemikus 515nm-635nm. Lisaks võib thuliumi või erbiumiga dopeeritud pidevlainekiu laseriga pumbatud hübriidne tahkis-laser anda keskmise infrapunaväljundi vahemikus 1,9–> 5 μm.
