BWT એ ગીચ અવકાશી વ્યવસ્થા (DSBC) ના સિદ્ધાંતનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે અને કિલોવોટ-સ્તરના પંપ સ્ત્રોતના પ્રયોગ દ્વારા DSBC ની સાચીતા ચકાસવામાં આવી છે.હાલમાં, સિંગલ ટ્યુબની શક્તિ 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad સુધી વધારી દેવામાં આવી છે અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા >60% છે, જે ઉચ્ચ પાવર પંપ સ્ત્રોતને ફાઇબર આઉટપુટ સાથે જોડીને સક્ષમ કરે છે. વોલ્યુમ ઘટાડતી વખતે બ્રાઇટનેસ આઉટપુટ, વજન ઘટાડવું અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવો શક્ય છે.
વર્તમાન ચિપનો ઉપયોગ કરીને, BWT એ અનુક્રમે 135μm NA0.22 ફાઇબર-કપ્લ્ડ આઉટપુટ 420W તરંગલંબાઇ-976nm, ગુણવત્તા ≈ 500g પર લૉક કરેલા 135μm ના કોર વ્યાસ સાથેનો પંપ સ્ત્રોત અનુભવ્યો છે;અને 220μm NA0.22 ફાઇબરનો કોર વ્યાસ આઉટપુટ 1000W સિંગલ વેવલેન્થ 976nm (અથવા 915nm), ગુણવત્તા ≈ 400g પંપ સ્ત્રોત.
ભવિષ્યમાં, સેમિકન્ડક્ટર ચિપ બ્રાઇટનેસ અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતામાં સુધારણા સાથે, હળવા અને ઉચ્ચ-પાવર પંપ સ્ત્રોતો નાના-વોલ્યુમના ઉચ્ચ-પાવર ફાઇબર લેસર પ્રકાશ સ્રોતોના ઉત્પાદનમાં બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવશે, અને વિકાસને સક્રિયપણે પ્રોત્સાહન આપશે. ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમો.
પરિચય
ફાઇબર લેસરો તેમની ઉત્કૃષ્ટ બીમ ગુણવત્તા અને લવચીક પાવર વિસ્તરણ ક્ષમતાઓ (ફાઇબર કોમ્બિનર્સ)ને કારણે ઝડપથી વિકસ્યા છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, સિંગલ-મોડ સિંગલ-ફાઇબર ફાઇબર લેસર TMI (ટ્રાંસવર્સ મોડ અસ્થિરતા) અને SRS અસરો દ્વારા મર્યાદિત છે, અને સેમિકન્ડક્ટર ડાયરેક્ટ પમ્પિંગ ફાઇબર લેસર ઓસિલેટરની શક્તિ 5kW સુધી મર્યાદિત છે.
[1].લેસર એમ્પ્લીફાયર પણ 10kW પર બંધ છે
[2].જો કે કોર વ્યાસને યોગ્ય રીતે વધારીને આઉટપુટ પાવર વધારી શકાય છે, આઉટપુટ બીમની ગુણવત્તા પણ -1 ઘટે છે.તેમ છતાં, સેમિકન્ડક્ટર પંપ સ્ત્રોતોની તેજને સુધારવાની માંગ હજુ પણ તાકીદની છે.
ઔદ્યોગિક પ્રોસેસિંગ એપ્લીકેશનમાં બીમની ગુણવત્તા માટેની આવશ્યકતાઓ સિંગલ-મોડ હોવી જરૂરી નથી.સિંગલ-ફાઇબરની શક્તિ વધારવા માટે, થોડા ઓછા-ઓર્ડર મોડ્સને મંજૂરી છે.અત્યાર સુધી, થોડા-મોડ સિંગલ-ફાઇબર અને બીમ-સંયુક્ત મલ્ટિ-મોડ લેસર લાઇટ સ્ત્રોતો પર આધારિત 976nm પમ્પિંગ 5kW કરતાં વધુ બેચ એપ્લિકેશન્સ સાથે (મુખ્યત્વે મેટલ સામગ્રીનું કટીંગ અને વેલ્ડીંગ), અનુરૂપ ઉચ્ચ-પાવર પંપ સ્ત્રોતોનું ઉત્પાદન બેચ-સ્કેલ્ડ પણ છે.
નાના, હળવા અને વધુ સ્થિર
સેમિકન્ડક્ટર ચિપ BPP અને પંપ સ્ત્રોતની તેજ વચ્ચેનો સંબંધ
ત્રણ વર્ષ પહેલાં, 9xxnm ચિપ્સની તેજ મોટે ભાગે 3W/mm*mrad@12W-100μm સ્ટ્રીપ પહોળાઈ અને 2W/mm*mrad@18W-200μm સ્ટ્રીપ પહોળાઈના સ્તરે હતી.આવી ચિપ્સના આધારે, BWT 600W અને 1000W 200μm NA0.22 ફાઇબર-કપ્લ્ડ આઉટપુટ-1 પ્રાપ્ત કરે છે.
હાલમાં, 9xxnm ચિપ્સની બ્રાઇટનેસ 3.75W/mm*mrad@15W-100μm સ્ટ્રીપ પહોળાઈ અને 3W/mm*mrad@30W-230μm સ્ટ્રીપ પહોળાઈ હાંસલ કરી છે અને ઇલેક્ટ્રો-ઑપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા મૂળભૂત રીતે લગભગ 60% જાળવવામાં આવે છે.
ગાઢ અવકાશી ગોઠવણીના સિદ્ધાંત [6] અનુસાર, તેની ગણતરી 78% ની સરેરાશ ફાઇબર કપલિંગ કાર્યક્ષમતા અનુસાર કરવામાં આવે છે (ચીપથી ફાઇબર કપલિંગ આઉટપુટમાં લેસર ઉત્સર્જન: એક-તરંગલંબાઇ અવકાશી બીમ સંયોજન અને ધ્રુવીકરણ બીમ VBG વિના સંયોજન), અને એવું માનવામાં આવે છે કે ચિપ સૌથી વધુ પાવર પર કામ કરે છે ( ચિપ BPP વિવિધ પ્રવાહો પર અલગ છે), અમે નીચે પ્રમાણે ડેટા મેપ કમ્પાઈલ કર્યો છે:
* ચિપ બ્રાઇટનેસ VS વિભિન્ન કોર વ્યાસ ફાઇબર કપલિંગ આઉટપુટ પાવર
ઉપરોક્ત આકૃતિમાંથી તે શોધી શકાય છે કે જ્યારે ચોક્કસ ફાઇબર (કોર વ્યાસ અને NA નિશ્ચિત છે) ચોક્કસ પાવર કપલિંગ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરે છે, ત્યારે વિવિધ તેજ સાથે ચિપ્સ માટે, ચિપ્સની સંખ્યા અલગ હોય છે, અને પંપ સ્ત્રોતનું વોલ્યુમ અને વજન. પણ અલગ છે.ફાઈબર લેસરની પંમ્પિંગ જરૂરિયાતો માટે, જો ઉપરોક્ત ચિપ્સથી બનેલા પંપ સ્ત્રોતને અલગ-અલગ બ્રાઈટનેસ સાથે પસંદ કરવામાં આવે, તો સમાન પાવરના ફાઈબર લેસરનું વજન અને વોલ્યુમ સંપૂર્ણપણે અલગ હોય છે, અને વોટર કૂલિંગ સિસ્ટમનું કન્ફિગરેશન પણ અલગ હોય છે. તદ્દન અલગ.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નાનું કદ અને હલકો વજન એ ભાવિ લેસર પ્રકાશ સ્ત્રોતોના વિકાસમાં અનિવાર્ય વલણો છે (પછી ભલે ડાયોડ લેસર હોય, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો હોય કે ફાઈબર લેસરો હોય), અને સેમિકન્ડક્ટર ચિપ્સની તેજ, કાર્યક્ષમતા અને શક્તિ તેમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. .
હલકો, ઉચ્ચ તેજ, ઉચ્ચ પાવર પંપ સ્ત્રોત
ફાઇબર કોમ્બિનરને અનુકૂલન કરવા માટે, અમે સામાન્ય ફાઇબર વિશિષ્ટતાઓ પસંદ કરી છે: 135μm NA0.22 અને 220μm NA0.22.બે પંપ સ્ત્રોતોની ઓપ્ટિકલ ડિઝાઇન ગાઢ અવકાશી વ્યવસ્થા અને ધ્રુવીકરણ બીમ સંયોજનને અપનાવે છે.
તેમાંથી, 420WLD 3.75W/mm*mrad@15W ચિપ અને 135μm NA0.22 ફાઇબરને અપનાવે છે, અને તેમાં VBG વેવલેન્થ લૉકિંગ છે, જે 30-100% પાવર વેવ લૉકિંગની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, અને ઇલેક્ટ્રો-ઑપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા 41% છે. .એલડી બોડી એલ્યુમિનિયમ એલોય સામગ્રી અને સેન્ડવીચ સ્ટ્રક્ચર [5] થી બનેલી છે.ઉપલા અને નીચલા ચિપ્સ પાણીની ઠંડક ચેનલને વહેંચે છે, જે જગ્યાના ઉપયોગને સુધારે છે.લાઇટ સ્પોટ એરેન્જમેન્ટ, સ્પેક્ટ્રમ અને પાવર આઉટપુટ (ફાઇબરમાં પાવર) આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યા છે:
*420W@135μm NA0.22 LD
અમે ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનના આંચકા અને કંપન પરીક્ષણો માટે 6 LDs પસંદ કર્યા છે.પરીક્ષણ ડેટા નીચે મુજબ છે:
*ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનની અસર પરીક્ષણ
* કંપન પરીક્ષણ
1000WLD એ 3W/mm*mrad@30W ચિપ અને 220μm NA0.22 ફાઇબર અપનાવે છે, જે અનુક્રમે 1000W નું 915nm અને 976nm ફાઇબર-કપ્લ્ડ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરે છે, અને ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા >44% છે.એલડી બોડી પણ એલ્યુમિનિયમ એલોય સામગ્રીથી બનેલી છે.ઉચ્ચ પાવર-ટુ-માસ રેશિયોને અનુસરવા માટે, માળખાકીય શક્તિની ખાતરી કરવાની શરત હેઠળ એલડી શેલને સરળ બનાવવામાં આવ્યું છે.એલડી ગુણવત્તા, સ્પોટ એરેન્જમેન્ટ અને આઉટપુટ પાવર (ફાઇબરમાં પાવર) નીચે મુજબ છે:
*1000W@220μm NA0.22 LD
પંપ સ્ત્રોતની વિશ્વસનીયતા સુધારવા માટે, કપલિંગ એન્ડ ફાઇબર ક્વાર્ટઝ એન્ડ કેપ ફ્યુઝન અને ક્લેડીંગ લાઇટ ફિલ્ટરિંગ ટેક્નોલોજી અપનાવે છે, જે ફાઇબરનું તાપમાન ઓરડાના તાપમાનની નજીક પંપ સ્ત્રોતની બહાર બનાવે છે.ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનના આંચકા અને કંપન પરીક્ષણો માટે છ 976nmLDs પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા.પરીક્ષણ પરિણામો નીચે મુજબ છે:
*ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનની અસર પરીક્ષણ
*ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનની અસર પરીક્ષણ
* કંપન પરીક્ષણ
નિષ્કર્ષ
ઉચ્ચ બ્રાઇટનેસ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવું એ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતાના ખર્ચે આવે છે, એટલે કે, સૌથી વધુ આઉટપુટ પાવર અને સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા એક જ સમયે મેળવી શકાતી નથી, જે ચિપની તેજ અને કપ્લીંગની સામાન્ય આવર્તન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ફાઇબરમલ્ટિ-સિંગલ-ટ્યુબ અવકાશી બીમ કોમ્બિનિંગ ટેક્નોલોજીમાં, તેજ અને કાર્યક્ષમતા હંમેશા એવા લક્ષ્યો છે જે એક જ સમયે પ્રાપ્ત કરી શકાતા નથી.ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ કાર્યક્ષમતા અને શક્તિનું સંતુલન ચોક્કસ એપ્લિકેશન અનુસાર નક્કી કરવું જોઈએ.
સંદર્ભ
[1] Mller Friedrich, Krmer Ria G., Matzdorf Christian, et al, "Yb-doped મોનોલિથિક સિંગલ-મોડ એમ્પ્લીફાયર અને ઓસિલેટર સેટઅપનું મલ્ટી-kW પ્રદર્શન વિશ્લેષણ," ફાઈબર લેઝર્સ XVI: ટેકનોલોજી એન્ડ સિસ્ટમ્સ (2019).
[2] ગેપોન્ટસેવ વી, ફોમિન વી, ફેરીન એ, એટ અલ, “વિવર્તન લિમિટેડ અલ્ટ્રા-હાઈ-પાવર ફાઈબર લેસર્સ,” એડવાન્સ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ ફોટોનિક્સ (2010).
[૩] હાઓક્સિંગ લિન, લી ની, કુન પેંગ, એટ અલ, "ચીનનું સ્થાનિક રીતે ઉત્પાદિત YDF ડોપ્ડ ફાઇબર લેસર એક જ ફાઇબરમાંથી 20kW આઉટપુટ હાંસલ કરે છે," ચાઇનીઝ જર્નલ ઑફ લેસર, 48(09),(2021).
[4] કોંગ ગાઓ, જિઆંગ્યુન ડાઈ, ફેંગ્યુન લી, એટ અલ, "ટેન્ડમ પમ્પિંગ માટે હોમમેઇડ 10-kW યટ્ટેરબિયમ-ડોપેડ એલ્યુમિનોફોસ્ફોસિલિકેટ ફાઇબર," ચાઇનીઝ જર્નલ ઑફ લેસર, 47(3), (2020).
[5] ડેન ઝુ, ઝીજી ગુઓ, તુજિયા ઝાંગ, એટ અલ, "600 W ઉચ્ચ બ્રાઇટનેસ ડાયોડ લેસર પમ્પિંગ સ્ત્રોત," સ્પી લેસર,1008603,(2017).
[6] ડેન ઝુ, ઝિજી ગુઓ, દી મા, એટ અલ, "ઉચ્ચ બ્રાઇટનેસ કેડબલ્યુ-ક્લાસ ડાયરેક્ટ ડાયોડ લેસર," હાઇ-પાવર ડાયોડ લેસર ટેકનોલોજી XVI, હાઇ-પાવર ડાયોડ લેસર ટેકનોલોજી XVI, (2018).
2003 માં સ્થપાયેલ, BWT એ વૈશ્વિક લેસર સોલ્યુશન સેવા પ્રદાતા છે."લેટ ધ ડ્રીમ ડ્રાઇવ ધ લાઇટ" ના મિશન અને "આઉટસ્ટેન્ડિંગ ઇનોવેશન" ના મૂલ્યો સાથે, કંપની વૈશ્વિક ગ્રાહકો માટે બહેતર લેસર ઉત્પાદનો બનાવવા અને ડાયોડ લેસર, ફાઇબર લેસર, અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ઉત્પાદનો અને ઉકેલો પ્રદાન કરવા માટે પ્રતિબદ્ધ છે.અત્યાર સુધીમાં, વિશ્વભરના 70 થી વધુ દેશો અને પ્રદેશોમાં 10 મિલિયનથી વધુ BWT લેસરો સ્થિરપણે ઑનલાઇન ચાલી રહ્યા છે.
પોસ્ટ સમય: મે-11-2022