光纖激光器輸出功率連續功率已上升到數千瓦的量級,以至萬瓦的量級。與一般的激光器相比,光纖激光具有許多獨特的優點,例如光束質量好;體積小,重量輕,免維護;風冷卻,簡單易操作;運行成本低,可在工業環境下使用;壽命長,加工精度 高,速度快;電能轉化效率高,可以實現智能化,自動化,柔性化操作等。基于上述的優點,其應用領域已經擴展到汽車制造,船舶制造和航空制造業等的金屬和非 金屬材料的激光切割、激光焊接等方面。希望我的回答可以幫助到您哦
用得較多的是Marx發生器或電容器組。Marx發生器和脈沖形成回路,共同組成高功率脈沖發生器,又稱脈沖發電機(圖2)。圖中電源對沖擊電壓發生器的電容C充電;間隙G(或稱開關)動作后電容器串連,在末級引出端P ??產生很高的電壓U,U加在脈沖形成線上。脈沖形成線由特殊設計的傳輸線和高壓開關組成。它的主要作用是將沖擊電壓發生器形成的脈沖進一步壓縮,以提高輸出功率的水平。負載可以是強X射線二極管,或者是被加速的電子束、離子束等。這樣的典型系統通常可使初始功率提高幾千萬倍。 ?? 80年代建在英國的歐洲聯合環(托卡馬克裝置),由脈沖發電機提供脈沖大電流。脈沖發電機由兩臺各帶有9米直徑、重量為775噸的大飛輪的發電機組成。發電機由8.8 ??兆瓦的電動機驅動,大飛輪用來儲存準備提供產生大功率脈沖的能量。每隔10分鐘脈沖發電機可以產生一個持續25秒左右的500萬安大電流脈沖。希望我的回答可以幫助到您。
光纖是以SiO2為基質材料拉成的玻璃實體纖維,其導光原理是利用光的全反射原理,即當光以大于臨界角的角度由折射率大的光密介質入射到折射率小的光疏介質時,將發生全反射,入射光全部反射到折射率大的光密介質,折射率小的光疏介質內將沒有光透過。普通裸光纖一般由中心高折射率玻璃芯、中間低折射率硅玻璃包層和最外部的加強樹脂涂層組成。光纖按傳播光波模式可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖的芯徑較小,只能傳播一種模式的光,其模間色散較小。多模光纖的芯徑較粗,可傳播多種模式的光,但其模間色散較大。按折射率分布的情況化分,可分為階躍折射率(SI)光纖和漸變折射率(GI)光纖。
以稀土摻雜光纖激光器為例,摻有稀土離子的光纖芯作為增益介質,摻雜光纖固定在兩個反射鏡間構成諧振腔,泵浦光從M1入射到光纖中,從M2輸出激光。
當泵浦光通過光纖時,光纖中的稀土離子吸收泵浦光,其電子被激勵到較高的激發能級上,實現了離子數反轉。反轉后的粒子以輻射形成從高能級轉移到 基態,輸出激光。
a)表示將光纖耦合器兩輸出端口聯結成環,(b)表示與此光纖環等效的用分立光學元件構成的光學系統,(c)表示兩只光纖環反射器串接一段摻稀土離子光纖,構成全光纖型激光器。以摻Nd3+石英光纖激光器為例,應用806nm波長的AlGaAs(鋁鎵砷)半導體激光器為泵浦源,光纖激光器的激光發射波長為1064nm,泵浦閥值約470μW。
利用2×2光纖耦合器可以構成光纖環形激光器。將光纖耦合器輸入端2聯結一段稀土摻雜光纖,再將摻雜光纖聯結耦合器輸出端4而成環。泵浦光由耦合器端1注入,經耦合器進入光纖環而泵浦其中的稀土離子,激光在光纖環中形成并由耦合器端口3輸出。這是一種行波型激光器,光纖耦合器的耦合比越小,表示儲存在光纖環內的能量越大,激光器的閾值也越低。典型的摻Nd3+光纖環形激光器,耦合比≤10%,利用染料激光器595nm波長的輸出進行泵浦,產生1 078mn的激光,閾值為幾個毫瓦。上述光纖環形激光腔的等效分立光學元件的光路安排。
利用光纖中稀土離子熒光譜帶寬的特點,在上述各種激光腔內加入波長選擇性光學元件,如光柵等,可構成可調諧光纖激光器,典型的摻Er3+光纖激光器在1 536和1 550nm處可調諧14nm和llnm。如果采用特別的光纖激光腔設計,可實現單縱模運轉,激光線寬可小至數十兆赫,甚至達10kHz的量級。光纖激光器在腔內加入聲光調制器,可實現調Q或鎖模運轉。調Q摻Er3+石英光纖激光器,脈沖寬度32ns,重復頻率800Hz,峰值功率可達120W。鎖模實驗,得到光脈沖寬度2.8ps和重復頻率810MHz的結果,可望用作孤子激光源。
稀土摻雜石英光纖激光器以成熟的石英光纖工藝為基礎,因而損耗低和精確的參數控制均得到保證。適當加以選擇可使光纖在泵浦波長和激射波長均工作于單模狀態,可達到高的泵浦效率,光纖的表面積與體積之比很大,散熱效果很好,因此,光纖激光器一般僅需低功率的泵浦即可實現連續波運轉。光纖激光器易于與各種光纖系統的普通光纖實現高效率的接續,且柔軟、細小,因此不但在光纖通信和傳感方面,而且在醫療、計測以及儀器制造等方面都有極大的應用價值。
在工業加工方面,激光加工技 術是利用激光與物質相互作用的特性對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術,它是大功率光纖激光器市場前景最廣闊的應用領域。與機 械加工相比,激光加工具有加工對象廣、非接觸加工、公害小、速度快、可自動控制等優點,被譽為“未來制造系統的共同加工手段。
與傳統高功率激光器相比,工作波長在1060~1200 nm范圍內的摻鐿大功率光纖激光器,具有轉換效率高、光束質量好、維護周期長、運行費用低等優點,其極高的效率和功率在材料加工方面可與傳統的YAG激光器相媲美。