Was sind die Anwendungsvorteile und die zukünftige Entwicklung ultraschneller Faserlaser?

Ultraschneller FaserlaserAls neue Generation von Lasern kann man sich die Kombination aus ultraschneller Technologie und Faserlaser vorstellen und dabei die doppelten Vorteile von ultraschnellem Laser und Faserlaser vereinen. Vor zehn Jahren blieben ultraschnelle Faserlaser im Bereich der wissenschaftlichen Grundlagenforschung und wurden in den Labors wissenschaftlicher Forschungseinrichtungen eingesetzt. Sie spielten eine wichtige Rolle als leistungsstarkes Forschungswerkzeug auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik, Laserspektroskopie, optischen Präzisionsmessung und Terahertz und andere wissenschaftliche Forschung. Mit der rasanten Entwicklung der Herstellungstechnologie für ultraschnelle Faserlaser, der Verbesserung von Kerngeräten wie Pumpquelle, Doppelmantelfaser, Fasergitter und anderen Herstellungsprozessen sowie Kostensenkungen sind in den letzten Jahren ultraschnelle Faserlaser auf den Markt gekommen Die Transformation wurde in industriellen Anwendungen umgesetzt.

Ultraschnelle Faserlaser mit seltenerddotierten Fasern als Laserverstärkungsmedium können aufgrund der großen Oberfläche und der einfachen Wärmeableitung der Fasern Miniaturisierung, hohe Effizienz und niedrige Kosten erreichen und bieten in der Praxis herausragende Vorteile. Gleichzeitig haben ultraschnelle Laser einzigartige Vorteile gegenüber herkömmlichen Langpuls- und Dauerlasern. Aufgrund der extrem kurzen Wechselwirkungszeit zwischen dem ultraschnellen Laser und dem Material wird die Energie sehr schnell in einen kleinen Wirkungsbereich injiziert, und die sofortige Abscheidung mit hoher Energiedichte ändert die Art der Elektronenabsorption und -bewegung und vermeidet dies grundsätzlich Übertragung und Umwandlung von Energie, das Vorhandensein von Wärmeenergie und der Einfluss durch thermische Diffusion sowie eine grundlegende Veränderung des Wechselwirkungsmechanismus zwischen Laser und Material. Hervorragende Leistung in Industriebereichen wie Präzisionsmikrobearbeitung, Luft- und Raumfahrt, Unterhaltungselektronik, Automobilherstellung und Photovoltaik.

Erwähnenswert ist, dass das optische Frequenzkammsystem ursprünglich aus einem extrem großen Titan-Edelsteinsystem bestand, das grundsätzlich nicht bewegt werden konnte. Dank der Beliebtheit ultraschneller Faserlaser, die hinsichtlich Größe und Kosten große Fortschritte gemacht haben, hat diese Nobelpreis-Technologie es nun für mehr Menschen einfacher gemacht. Gleichzeitig werden ultraschnelle Faserlaser im biomedizinischen Bereich immer häufiger eingesetzt, nicht nur für die Echtzeitforschung der molekularen und subzellulären Dynamik und Chirurgie, sondern auch für die Charakteristika nichtablativer Schäden, die zur Myopiebehandlung eingesetzt werden können Hautbehandlung. In den letzten Jahren hat das Aufkommen neuer Fasern wie Infrarotfasern, Halbleiterfasern und photonischer Kristallfasern eine breitere Bühne für ultraschnelle Faserlaser geschaffen.

Faserlaser haben die folgenden Vorteile

1. Leicht und einfach zu installieren: Die Faser ist weich und kann gebogen werden, und der Faserlaser kann normalerweise klein und leicht sein, was die Anschaffungskosten senkt und bequem und flexibel zu installieren ist.

2. Geringe Wartungskosten: Da das Wärmeableitungsmodul des Festkörperlasers von thermischen Effekten wie dem thermischen Linseneffekt und dem thermischen Doppelbrechungseffekt beeinflusst wird, muss es sorgfältig konstruiert werden, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Faser als Lasermedium mehr als beträgt Der Faserlaser ist 4 Größenordnungen größer als das stabförmige Blockfeststofflasermedium und kann mit Luft innerhalb von 100 W gekühlt werden. Gleichzeitig erfordern Faserlaser nicht jeden Monat mehrere Stunden regelmäßiger Wartung.

3. Hohe Strahlqualität: Die numerische Apertur des von der Faser emittierten Lasers ist klein und die Eigenschaften einer einfachen Lichtkonzentration ermöglichen eine Hochleistungsverdichtung und eine hochauflösende Verarbeitung. Dank der hohen Strahlqualität kann der Faserlaser in anspruchsvollen Fertigungsbereichen wie der Materialbearbeitung, der medizinischen Behandlung, der Wissenschaft und der Landesverteidigung eingesetzt werden.

4. Höhere Energieeffizienz: Dotierter Faserlaser kann im Vergleich zum YAG-Kristalllaser eine breitbandige Lichtverstärkung erreichen, und das Pumplicht ist in der Faser eingeschlossen, wodurch ein hocheffizientes Pumpen erreicht werden kann.

5. Starke Langzeitstabilität: Faserlaser, die keine optischen Freiraumsysteme enthalten, sind aufgrund des Fehlens optischer Weltraumkomponenten nicht anfällig für Staub, Temperatur, Maschinen und andere Einflüsse.

6. Hohe Leistung einfach zu erreichen: Da das Pumpenmodul in Reihe und parallel geschaltet werden kann, kann die Ausgangsleistung durch verschiedene Designs erhöht werden.

Die Entwicklungsrichtung ultraschneller Faserlaser

Der ultraschnelle Faserlaser ist die Kernkomponente vieler ultraschneller Laseranwendungssysteme und seine Leistung ist der primäre limitierende Faktor des gesamten Anwendungssystems. Allerdings gibt es bei der Leistung ultraschneller Faserlaser noch viel zu verbessern und zu verbessern, sodass die Leistungsverbesserung immer noch eine der aktuellen Forschungsrichtungen ultraschneller Faserlaser ist. Künftig sind schmalere Pulsbreiten, höhere Ausgangsleistungen, höhere Wiederholungsraten, Pulsformen und die Erweiterung der Pulswellenlängenbereiche für Entwickler von zentraler Bedeutung. Nur wenn die Gesamtleistung jeder Dimension stetig verbessert wird, kann sie den Anwendungsanforderungen verschiedener Bereiche besser gerecht werden.

Mittlerweile umfasst der Wellenlängenbereich kommerzieller ultraschneller Laser Infrarot, grünes Licht und Ultraviolett; die kürzeste Wellenlänge kann 266/263 nm erreichen. Zu den Anwendungen gehören Satellitenentfernungsmessung, Laserpräzisionsbearbeitung, nichtlineare Optik, Laserspektroskopie, Biomedizin, Hochfeldoptik, Physik der kondensierten Materie und andere wissenschaftliche Forschungsbereiche. Der ultraschnelle Laser kann viele neuartige physikalische Eigenschaften erzeugen und hat großes Potenzial für neue Teilchenbeschleuniger, ultraschnelle Hochenergie-Röntgenquellen usw. Die Erfindung ultraschneller Laser hat die Entwicklung der Atom- und Molekularphysik, der nichtlinearen Optik, der Plasmaphysik, der Thermodynamik und anderer Disziplinen erheblich vorangetrieben. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Ultrakurzpuls-Laserpulstechnologie ist es dem Labor gelungen, einen hochintensiven periodischen Ultrakurzpuls zu erzeugen, der Bedingungen für die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie schafft und ein neues Forschungsgebiet der Wechselwirkung zwischen Licht eröffnet und Materie und erzeugt die sogenannte extreme nichtlineare Optik.

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