မြင့်မားသောပါဝါဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်

မြင့်မားသောပါဝါဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်

အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖိုက်ဘာလေဆာဖွဲ့စည်းပုံ

၁။ အာကာသအလင်းစုပ်စက်ဖွဲ့စည်းပုံ

အစောပိုင်း ဖိုက်ဘာလေဆာများတွင် အများအားဖြင့် optical pump output ကို အသုံးပြုကြပြီး၊လေဆာအထွက်စွမ်းအားနည်းပါးသောကြောင့်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အထွက်စွမ်းအားကို အချိန်တိုအတွင်း လျင်မြန်စွာတိုးတက်စေရန်အတွက် အခက်အခဲများစွာရှိပါသည်။ ၁၉၉၉ ခုနှစ်တွင် ဖိုက်ဘာလေဆာသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးနယ်ပယ်၏ အထွက်စွမ်းအားသည် ပထမဆုံးအကြိမ်အဖြစ် 10,000 ဝပ်ကို ကျော်လွန်ခဲ့ပြီး၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ဖွဲ့စည်းပုံသည် အဓိကအားဖြင့် optical bidirectional pumping ကို အသုံးပြုထားပြီး resonator တစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းထားပြီး၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ slope efficiency ကို စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုတွင် 58.3% အထိ ရောက်ရှိခဲ့သည်။
သို့သော်၊ fiber laser များ တီထွင်ရန် fiber pump light နှင့် laser coupling နည်းပညာကို အသုံးပြုခြင်းသည် fiber laser များ၏ output power ကို ထိရောက်စွာ တိုးတက်စေနိုင်သော်လည်း၊ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ optical lens အတွက် optical path တည်ဆောက်ရန် မသင့်တော်သော ရှုပ်ထွေးမှုများ ရှိနေပြီး၊ optical path တည်ဆောက်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင် laser ကို ရွှေ့ရန် လိုအပ်ပါက optical path ကိုလည်း ပြန်လည်ချိန်ညှိရန် လိုအပ်ပြီး optical pump structure fiber laser များ၏ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။

၂။ တိုက်ရိုက်လှို့အားဖွဲ့စည်းပုံနှင့် MOPA ဖွဲ့စည်းပုံ

ဖိုက်ဘာလေဆာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာမှုနှင့်အတူ cladding power strippers များသည် မှန်ဘီလူးအစိတ်အပိုင်းများကို တဖြည်းဖြည်း အစားထိုးလာခဲ့ပြီး ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအဆင့်များကို ရိုးရှင်းစေပြီး ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု ထိရောက်မှုကို သွယ်ဝိုက်၍ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေခဲ့သည်။ ဤဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု လမ်းကြောင်းသည် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ တဖြည်းဖြည်း လက်တွေ့ကျမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ Direct oscillator structure နှင့် MOPA structure တို့သည် ဈေးကွက်တွင် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အသုံးအများဆုံးဖွဲ့စည်းပုံနှစ်ခုဖြစ်သည်။ direct oscillator structure ဆိုသည်မှာ grating သည် oscillation လုပ်ငန်းစဉ်တွင် wavelength ကို ရွေးချယ်ပြီးနောက် ရွေးချယ်ထားသော wavelength ကို ထုတ်လွှတ်ပေးခြင်းဖြစ်ပြီး MOPA သည် grating မှ ရွေးချယ်ထားသော wavelength ကို seed light အဖြစ် အသုံးပြုပြီး seed light ကို first-level amplifier ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် ချဲ့ထွင်ထားသောကြောင့် ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ output power ကိုလည်း အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ တိုးတက်ကောင်းမွန်လာမည်ဖြစ်သည်။ ရှည်လျားသောကာလတစ်ခုအတွင်း MPOA structure ရှိသော ဖိုက်ဘာလေဆာများကို high-power fiber laser များအတွက် ဦးစားပေးဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။ သို့သော် နောက်ဆက်တွဲလေ့လာမှုများအရ ဤဖွဲ့စည်းပုံရှိ high-power output သည် ဖိုက်ဘာလေဆာအတွင်းရှိ spatial distribution ၏ မတည်မငြိမ်ဖြစ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေရန် လွယ်ကူပြီး output laser brightness ကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ထိခိုက်မှုရှိမည်ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် high-power output effect ကိုလည်း တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိသည်။

ရေစုပ်စက်နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ

အစောပိုင်း ytterbium-doped fiber laser ၏ pumping wavelength သည်များသောအားဖြင့် 915nm သို့မဟုတ် 975nm ဖြစ်သော်လည်း၊ ဤ pumping wavelength နှစ်ခုသည် ytterbium ions များ၏ absorption peaks များဖြစ်သောကြောင့် direct pumping ဟုခေါ်ပြီး quantum loss ကြောင့် direct pumping ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးမပြုကြသေးပါ။ In-band pumping နည်းပညာသည် direct pumping နည်းပညာ၏ တိုးချဲ့မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး pumping wavelength နှင့် transmitting wavelength အကြား wavelength သည် အလားတူဖြစ်ပြီး in-band pumping ၏ quantum loss rate သည် direct pumping ထက် သေးငယ်သည်။

ပါဝါမြင့်ဖိုက်ဘာလေဆာနည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု အဟန့်အတား

စစ်ဘက်၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် အသုံးချမှုတန်ဖိုးမြင့်မားသော်လည်း၊ တရုတ်နိုင်ငံသည် နည်းပညာသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု နှစ်ပေါင်း ၃၀ နီးပါးမှတစ်ဆင့် ဖိုက်ဘာလေဆာများကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးချမှုကို မြှင့်တင်ပေးခဲ့သော်လည်း၊ ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် ပိုမိုမြင့်မားသောပါဝါထွက်ရှိစေလိုပါက၊ လက်ရှိနည်းပညာတွင် အတားအဆီးများစွာရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ ထွက်ရှိမှုပါဝါသည် single-fiber single-mode 36.6KW သို့ရောက်ရှိနိုင်မနိုင်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာထွက်ရှိမှုပါဝါအပေါ် ပန့်ထုတ်စွမ်းအား၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှု၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ ထွက်ရှိမှုပါဝါအပေါ် အပူမှန်ဘီလူး၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှု။

ထို့အပြင်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ မြင့်မားသောပါဝါထွက်ရှိမှုနည်းပညာဆိုင်ရာ သုတေသနတွင် transverse mode ၏တည်ငြိမ်မှုနှင့် photon darkening effect ကိုလည်း ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုမှတစ်ဆင့် transverse mode မတည်ငြိမ်မှု၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုအချက်မှာ ဖိုက်ဘာအပူပေးမှုဖြစ်ကြောင်း ထင်ရှားပြီး photon darkening effect ဆိုသည်မှာ အဓိကအားဖြင့် ဖိုက်ဘာလေဆာသည် ဝပ်ရာပေါင်းများစွာ သို့မဟုတ် ကီလိုဝပ်များစွာကို အဆက်မပြတ်ထုတ်ပေးသည့်အခါ၊ output power သည် လျင်မြန်စွာကျဆင်းသွားသည့်လမ်းကြောင်းကို ပြသမည်ဖြစ်ပြီး ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ စဉ်ဆက်မပြတ်မြင့်မားသောပါဝါထွက်ရှိမှုအပေါ် အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ကန့်သတ်ချက်ရှိသည်။

ဖိုတွန်မှောင်မိုက်ခြင်းအကျိုးသက်ရောက်မှု၏ တိကျသောအကြောင်းရင်းများကို လက်ရှိတွင် ရှင်းရှင်းလင်းလင်းမသတ်မှတ်ရသေးသော်လည်း၊ အောက်ဆီဂျင်ချို့ယွင်းချက်ဗဟိုနှင့် အားသွင်းလွှဲပြောင်းစုပ်ယူမှုသည် ဖိုတွန်မှောင်မိုက်ခြင်းအကျိုးသက်ရောက်မှုဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်ဟု လူအများစုက ယုံကြည်ကြသည်။ ဤအချက်နှစ်ချက်အပေါ်တွင်၊ ဖိုတွန်မှောင်မိုက်ခြင်းအကျိုးသက်ရောက်မှုကို တားဆီးရန် အောက်ပါနည်းလမ်းများကို အဆိုပြုထားသည်။ အလူမီနီယမ်၊ ဖော့စဖရပ်စ်စသည့် အားသွင်းလွှဲပြောင်းစုပ်ယူမှုကို ရှောင်ရှားရန်၊ ထို့နောက် အကောင်းဆုံးတက်ကြွသောဖိုက်ဘာကို စမ်းသပ်ပြီး အသုံးချခြင်းဖြင့်၊ သတ်မှတ်ထားသောစံနှုန်းမှာ 3KW ပါဝါထွက်ရှိမှုကို နာရီပေါင်းများစွာထိန်းသိမ်းထားပြီး 1KW ပါဝါတည်ငြိမ်သောထွက်ရှိမှုကို နာရီ ၁၀၀ ထိန်းသိမ်းရန်ဖြစ်သည်။