ພະລັງງານເລເຊີເສັ້ນໄຍ Thulium doped

ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, lasers ເສັ້ນໄຍ thulium-doped ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍຂື້ນເນື່ອງຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງມັນເຊັ່ນໂຄງສ້າງທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ຄຸນນະພາບຂອງ beam ທີ່ດີ, ແລະປະສິດທິພາບ quantum ສູງ. ໃນບັນດາພວກເຂົາ, lasers ເສັ້ນໄຍ thulium-doped ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ມີພະລັງງານສູງມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນໃນຫຼາຍຂົງເຂດເຊັ່ນ: ການດູແລທາງການແພດ, ຄວາມປອດໄພທາງທະຫານ, ການສື່ສານຊ່ອງ, ການກວດສອບມົນລະພິດທາງອາກາດ, ແລະການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ. ໃນເກືອບ 20 ປີທີ່ຜ່ານມາ, lasers ເສັ້ນໄຍ thulium-doped ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ມີພະລັງງານສູງໄດ້ພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ແລະພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງສຸດໃນປະຈຸບັນໄດ້ບັນລຸລະດັບກິໂລວັດ. ຕໍ່ໄປ, ໃຫ້ເບິ່ງເສັ້ນທາງການປັບປຸງພະລັງງານແລະແນວໂນ້ມການພັດທະນາຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ຈາກລັກສະນະຂອງ oscillators ແລະລະບົບການຂະຫຍາຍ.

ແຫຼ່ງປັ໊ມຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ຕົ້ນໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຊ້ເລເຊີ YAG ພະລັງງານຕໍ່າ 1064 nm ຫຼືເລເຊີສີຍ້ອມ 790 nm. ເນື່ອງຈາກພະລັງງານຕ່ໍາຂອງແຫຼ່ງປັ໊ມແລະຂໍ້ຈໍາກັດຂອງຂະບວນການກະກຽມເສັ້ນໄຍ doped ກັບຄືນໄປບ່ອນໃນເວລານັ້ນ, ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນລະດັບ watt. ດ້ວຍ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ປັ໊ມ double-cladding ແລະ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ເຕັມ​ຕົວ​ຂອງ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ semiconductor laser ພະ​ລັງ​ງານ​ສູງ, ພະ​ລັງ​ງານ​ການ​ຜະ​ລິດ​ຂອງ lasers ເສັ້ນ​ໄຍ thulium doped ຍັງ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ​ຢູ່​ສະ​ເຫມີ.

ໃນປີ 1998, Jackson et al. ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Manchester ໃນປະເທດອັງກິດໄດ້ນໍາໃຊ້ເລເຊີ semiconductor 790 nm ເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມແລະນໍາໃຊ້ເທກໂນໂລຍີການປັ໊ມ cladding ເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ມີໂຄງສ້າງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ tunable thulium-doped fiber laser ທີ່ມີກໍາລັງຜົນຜະລິດສູງສຸດ 5.4 W. ໃນປີ 2007, thulium- doped germanate laser ເສັ້ນໄຍໄດ້ຖືກພັດທະນາ. ອຸປະກອນທົດລອງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1. ພາຍໃຕ້ຮູບແບບການສູບທໍ່ດຽວ, ຜົນຜະລິດເລເຊີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງ 64 W ໄດ້ຮັບຢູ່ທີ່ 1900 nm. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ສູງຂຶ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໃຊ້ການສູບທໍ່ສອງເທົ່າແລະນໍາໃຊ້ເສັ້ນໄຍທີ່ມີຄວາມຍາວ 40 ຊມ, ແລະສຸດທ້າຍໄດ້ຮັບຜົນຜະລິດເລເຊີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ 1900 nm ຂອງ 104 W.

ໃນປີ 2009, ສະຖາບັນເທັກໂນໂລຍີ Harbin ໄດ້ພັດທະນາເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ດ້ວຍໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍເສັ້ນເສັ້ນທັງໝົດ. ມັນປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍ Bragg ສະທ້ອນແສງແລະການສະທ້ອນ Fresnel ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍໃບຫນ້າປາຍເສັ້ນໄຍ thulium-doped ເພື່ອສ້າງເປັນຢູ່ຕາມໂກນ resonant. ມັນຖືກສູບໂດຍ 793 nm LD. ສຸດທ້າຍ, ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງ 39.4 W ໄດ້ຮັບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງໄດ້ປຽບທຽບພະລັງງານຜົນຜະລິດແລະຄຸນລັກສະນະ spectral ທີ່ໄດ້ຮັບເມື່ອ FBG ແລະກະຈົກ dichroic ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສະທ້ອນສູງຕາມລໍາດັບ, ແລະພົບວ່າປະສິດທິພາບຂອງຄວາມຊັນຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທັງຫມົດແມ່ນຕ່ໍາແລະພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບໂຄງສ້າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນ, ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທັງຫມົດໃນເບື້ອງຕົ້ນໄດ້ຖືກຈໍາກັດໂດຍການປະຕິບັດຂອງອຸປະກອນເສັ້ນໄຍ optical ແລະຄຸນນະພາບຂອງ splicing, ແລະຄວາມໄດ້ປຽບຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຈະແຈ້ງ. ດ້ວຍການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເຕັກໂນໂລຊີການກະກຽມອຸປະກອນເສັ້ນໄຍ optical ແລະລະດັບ splicing, ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທັງຫມົດໄດ້ຄ່ອຍໆສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໄດ້ປຽບອັນໃຫຍ່ຫຼວງ.

ໃນປີດຽວກັນ, ເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ພະລັງງານສູງໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ໄດ້ນໍາໃຊ້ 793 nm LD ເພື່ອສູບນ້ໍາເສັ້ນໄຍ thulium-doped ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຫຼັກຂອງ 25 μmແລະຮູຮັບແສງຕົວເລກ (NA) ຂອງ 0.08, ແລະບັນລຸໄດ້. ຜົນຜະລິດເລເຊີຮູບແບບດຽວຂອງ 300 W. ຕໍ່ມາ, ດ້ວຍໂຄງສ້າງທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ເສັ້ນໄຍພາກສະຫນາມຮູບແບບຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຫຼັກຂອງ 40 μmແລະຮູຮັບແສງຕົວເລກຂອງ 0.2 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນຜະລິດເລເຊີຫຼາຍໂຫມດ 2040 nm ຂອງ 885. W, ເຊິ່ງເປັນພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງສຸດທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍທໍ່ເສັ້ນໄຍ thulium-doped ດຽວ.

ໃນປີ 2014, ມະຫາວິທະຍາໄລ Tsinghua ໄດ້ລາຍງານເຄື່ອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ທີ່ມີພະລັງສູງທີ່ມີໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍເສັ້ນເສັ້ນທັງໝົດ, ປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍ Bragg grating ແລະເສັ້ນໄຍຮັບຄວາມຍາວ 3 m. ເຈັດ 790 nm LDs ທີ່ມີກໍາລັງຜົນຜະລິດສູງສຸດ 70 W ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມ. ສຸດທ້າຍ, ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງ 227 W ໄດ້ຮັບ. ໃນປີດຽວກັນ, ມະຫາວິທະຍາໄລແຫ່ງຊາດເຕັກໂນໂລຊີປ້ອງກັນຊາດໄດ້ນໍາໃຊ້ເລເຊີເສັ້ນໄຍ Raman (RFL) ທີ່ມີພະລັງງານສູງ 1173 nm (RFL) ສອງອັນເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມເພື່ອສ້າງເລເຊີເສັ້ນໄຍເສັ້ນແຄບ thulium-doped ທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ມີໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍເສັ້ນຊື່ທັງຫມົດ, ແລະ. ສຸດທ້າຍໄດ້ບັນລຸຜົນຜະລິດຂອງພະລັງງານ 96 W. ນີ້​ແມ່ນ​ຄັ້ງ​ທໍາ​ອິດ​ລາຍ​ງານ​ການ laser ເສັ້ນ​ໄຍ thulium-doped ກັບ wavelength ປັ໊ມຢູ່ໃກ້ກັບ 1200 nm ແລະພະລັງງານຜົນຜະລິດໃນຄໍາສັ່ງຂອງຫຼາຍຮ້ອຍວັດ. ມັນຍັງໄດ້ສະຫນອງການແກ້ໄຂການສູບນ້ໍາທີ່ມີທ່າແຮງຫຼາຍສໍາລັບການເພີ່ມພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped.

ໃນປີ 2015, ມະຫາວິທະຍາໄລວິທະຍາສາດ ແລະເທັກໂນໂລຍີ Huazhong ໄດ້ນຳໃຊ້ເສັ້ນໄຍຊິລິກາສອງຊັ້ນທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວຕົນຂອງ thulium-doped ເພື່ອສ້າງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped ດ້ວຍໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍເສັ້ນເສັ້ນທັງໝົດ. ມັນໄດ້ນໍາໃຊ້ສາມພະລັງງານສູງ 793 nm LDs ສໍາລັບການສູບນ້ໍາແລະໄດ້ຮັບພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງ 121 W. ມັນເປັນຄັ້ງທໍາອິດທີ່ຈະນໍາໃຊ້ເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງ thulium-doped ພາຍໃນປະເທດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ພະລັງງານຜົນຜະລິດຫຼາຍຮ້ອຍວັດໃນ wavelength ຂອງ 1915 nm. ນອກຈາກນັ້ນ, ການທົດລອງພົບວ່າການເພີ່ມເສັ້ນຜ່າສູນກາງ cladding ພາຍໃນຂອງເສັ້ນໄຍຮັບສາມາດບັນລຸການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ, ເຊິ່ງຍັງສະຫນອງແນວຄວາມຄິດສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນແລະການປັບປຸງພະລັງງານຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ thulium-doped.