စွမ်းအားမြင့် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်

စွမ်းအားမြင့် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်

ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း။ဖိုက်ဘာလေဆာဖွဲ့စည်းပုံ

1၊ space light pump ဖွဲ့စည်းပုံ

အစောပိုင်း ဖိုက်ဘာလေဆာများကို အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြပြီး optical pump output၊လေဆာအထွက်အား၊ ၎င်း၏အထွက်ပါဝါသည် နည်းပါးသည်၊ အချိန်တိုအတွင်း ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ output power ကို လျင်မြန်စွာတိုးတက်စေရန်အတွက် ပို၍ခက်ခဲသည်။ 1999 ခုနှစ်တွင် ဖိုက်ဘာလေဆာ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးနယ်ပယ်၏ အထွက်ပါဝါသည် ပထမအကြိမ်တွင် 10,000 watts ကျိုးသွားခဲ့ပြီး ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ဖွဲ့စည်းပုံမှာ အဓိကအားဖြင့် optical bidirectional pumping ကိုအသုံးပြုကာ resonator ဖွဲ့ကာ၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ slope ထိရောက်မှုကို စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုနှင့်အတူ 58.3% သို့ရောက်ရှိခဲ့သည်။
ဖိုက်ဘာပန့်အလင်းနှင့် လေဆာအချိတ်အဆက်နည်းပညာကို အသုံးပြုခြင်းသည် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အထွက်ပါဝါကို ထိရောက်စွာတိုးတက်စေနိုင်သော်လည်း၊ တစ်ချိန်တည်းတွင် အလင်းလမ်းကြောင်းတည်ဆောက်ရန်အတွက် optical မှန်ဘီလူးအတွက် အထောက်အကူဖြစ်စေသော ရှုပ်ထွေးမှုများလည်း ရှိနေပြီး၊ အလင်းလမ်းကြောင်းတည်ဆောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် လေဆာကို ရွှေ့ရန် လိုအပ်သော်လည်း၊ optical လမ်းကြောင်းကို optical pump ၏ကျယ်ပြန့်သောလေဆာဖြင့် ပြန်လည်ချိန်ညှိရန် လိုအပ်ပါသည်။

2၊ တိုက်ရိုက် oscillator ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် MOPA ဖွဲ့စည်းပုံ

ဖိုက်ဘာလေဆာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ cladding power strippers များသည် မှန်ဘီလူးအစိတ်အပိုင်းများကို တဖြည်းဖြည်း အစားထိုးလာကာ ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအဆင့်များကို ရိုးရှင်းစေပြီး ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ ထိန်းသိမ်းမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို သွယ်ဝိုက်၍ဖြစ်စေ တိုးတက်စေပါသည်။ ဤတိုးတက်မှုလမ်းကြောင်းသည် ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ တဖြည်းဖြည်းလက်တွေ့ကျမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ Direct oscillator တည်ဆောက်ပုံနှင့် MOPA တည်ဆောက်ပုံများသည် စျေးကွက်ရှိ ဖိုက်ဘာလေဆာများ၏ အသုံးအများဆုံး ဖွဲ့စည်းပုံ နှစ်ခုဖြစ်သည်။ တိုက်ရိုက် oscillator တည်ဆောက်ပုံမှာ grating သည် တုန်ခါမှုဖြစ်စဉ်တွင် လှိုင်းအလျားကို ရွေးချယ်ပြီး ရွေးချယ်ထားသော လှိုင်းအလျားကို ထုတ်ကာ MOPA သည် အစေ့အလင်းအဖြစ် ဆန်ခါမှ ရွေးချယ်ထားသော လှိုင်းအလျားကို အသုံးပြုကာ ပထမအဆင့် အသံချဲ့စက်၏ လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင် အစေ့အလင်းကို ချဲ့ထားသောကြောင့် ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ အထွက်ပါဝါကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ မြှင့်တင်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ အချိန်ကြာမြင့်စွာ MPOA ဖွဲ့စည်းပုံပါရှိသော ဖိုက်ဘာလေဆာများကို ပါဝါမြင့်ဖိုက်ဘာလေဆာများအတွက် ဦးစားပေးဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ သို့သော်လည်း၊ နောက်ဆက်တွဲလေ့လာမှုများအရ ဤဖွဲ့စည်းပုံရှိ ပါဝါမြင့်မားသောအထွက်သည် ဖိုက်ဘာလေဆာအတွင်း spatial ဖြန့်ဖြူးမှုမတည်မငြိမ်ဖြစ်စေရန် လွယ်ကူပြီး ပါဝါမြင့်မားသော output effect ကိုလည်း အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ သက်ရောက်မှုရှိလိမ့်မည်ဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိရပါသည်။

ရေစုပ်နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ

အစောပိုင်း ytterbium-doped ဖိုင်ဘာလေဆာ၏ စုပ်ထုတ်သည့်လှိုင်းအလျားမှာ အများအားဖြင့် 915nm သို့မဟုတ် 975nm ဖြစ်သော်လည်း အဆိုပါစုပ်ထုတ်သည့်လှိုင်းအလျားနှစ်ခုသည် ytterbium အိုင်းယွန်းများ၏ စုပ်ယူမှုအထွတ်အထိပ်ဖြစ်သောကြောင့် တိုက်ရိုက်စုပ်ထုတ်ခြင်းဟုခေါ်သည်၊ တိုက်ရိုက်စုပ်ထုတ်ခြင်းကို ကွမ်တမ်ဆုံးရှုံးမှုကြောင့် တွင်ကျယ်စွာအသုံးမပြုခဲ့ပါ။ In-band pumping technology သည် တိုက်ရိုက် pumping နည်းပညာ၏ တိုးချဲ့မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး pumping wavelength နှင့် transmitting wavelength အကြား လှိုင်းအလျားသည် ဆင်တူပြီး in-band pumping ၏ quantum loss rate သည် direct pumping ထက် သေးငယ်ပါသည်။

စွမ်းအားမြင့် ဖိုက်ဘာလေဆာနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး ပိတ်ဆို့မှုများ

ဖိုက်ဘာလေဆာများသည် စစ်ဘက်၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် အသုံးချမှုတန်ဖိုးမြင့်မားသော်လည်း တရုတ်နိုင်ငံသည် နည်းပညာသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုဖြင့် နှစ်ပေါင်း 30 နီးပါးကြာမျှ ဖိုက်ဘာလေဆာများကို ကျယ်ပြန့်စွာအသုံးချနိုင်စေရန် မြှင့်တင်ထားသော်လည်း ဖိုက်ဘာလေဆာများကို စွမ်းအားပိုမိုထုတ်လုပ်လိုပါက လက်ရှိနည်းပညာတွင် ပိတ်ဆို့မှုများစွာရှိနေဆဲဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ output power သည် single-fiber single-mode 36.6KW သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်ဖြစ်စေ၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ အထွက်ပါဝါအပေါ် စုပ်ထုတ်စွမ်းအား၏ လွှမ်းမိုးမှု၊ ဖိုင်ဘာလေဆာ၏ အထွက်စွမ်းအားအပေါ် အပူမှန်ဘီလူးသက်ရောက်မှု။

ထို့အပြင်၊ ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ စွမ်းအားမြင့် စွမ်းအင်ထွက်ရှိမှုနည်းပညာကို သုတေသနပြုခြင်းသည် transverse mode နှင့် photon darkening effect တို့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုအားဖြင့်၊ transverse mode instability ၏လွှမ်းမိုးမှုအချက်မှာ fiber heating ဖြစ်ပြီး၊ photon darkening effect သည် အဓိကအားဖြင့် fiber laser သည် watts ရာနှင့်ချီသော power များ သို့မဟုတ် ကီလိုဝပ်များစွာကို အဆက်မပြတ်ထုတ်ပေးသောအခါ၊ output power သည် လျင်မြန်စွာကျဆင်းလာကြောင်းပြသမည်ဖြစ်ပြီး၊ fiber laser ၏ စဉ်ဆက်မပြတ်ပါဝါမြင့်မားသော fiber laser ၏ အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ကန့်သတ်ချက်ရှိပါသည်။

ဖိုတွန်မှောင်မိုက်အကျိုးသက်ရောက်မှု၏ တိကျသောအကြောင်းရင်းများကို လက်ရှိအချိန်တွင် ရှင်းရှင်းလင်းလင်း မသတ်မှတ်ရသေးသော်လည်း၊ အောက်ဆီဂျင်ချို့ယွင်းချက်ဗဟိုချက်နှင့် အားသွင်းလွှဲပြောင်းစုပ်ယူမှုတို့သည် ဖိုတွန်မှောင်မိုက်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်ဟု လူအများစုက ယုံကြည်ကြသည်။ ဤအချက်နှစ်ခုတွင်၊ ဖိုတွန်မှောင်မိုက်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ဟန့်တားရန် အောက်ပါနည်းလမ်းများကို အဆိုပြုထားသည်။ အလူမီနီယံ၊ ဖော့စဖရပ်စ် စသည်တို့ကဲ့သို့ အားသွင်းလွှဲပြောင်းစုပ်ယူမှုကို ရှောင်ရှားရန်၊ ထို့နောက် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်လုပ်ဆောင်ထားသော တက်ကြွသောဖိုက်ဘာကို စမ်းသပ်အသုံးပြုကာ၊ တိကျသောစံနှုန်းမှာ 3KW ပါဝါထွက်အားကို နာရီပေါင်းများစွာ ထိန်းသိမ်းထားရန်နှင့် 1KW ပါဝါတည်ငြိမ်သောအထွက်အား နာရီပေါင်း 100 ကြာအောင် ထိန်းသိမ်းထားရန်ဖြစ်သည်။