థులియం డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్ పవర్

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌లు కాంపాక్ట్ స్ట్రక్చర్, మంచి బీమ్ నాణ్యత మరియు అధిక క్వాంటం సామర్థ్యం వంటి వాటి ప్రయోజనాల కారణంగా మరింత ఎక్కువ దృష్టిని ఆకర్షించాయి. వాటిలో, అధిక-శక్తి నిరంతర థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌లు వైద్య సంరక్షణ, సైనిక భద్రత, అంతరిక్ష సమాచారాలు, వాయు కాలుష్య గుర్తింపు మరియు మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ వంటి అనేక రంగాలలో ముఖ్యమైన అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి. గత దాదాపు 20 సంవత్సరాలలో, అధిక-శక్తి నిరంతర థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌లు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి మరియు ప్రస్తుత గరిష్ట అవుట్‌పుట్ శక్తి కిలోవాట్ స్థాయికి చేరుకుంది. తర్వాత, ఓసిలేటర్లు మరియు యాంప్లిఫికేషన్ సిస్టమ్‌ల అంశాల నుండి థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల పవర్ మెరుగుదల మార్గం మరియు అభివృద్ధి ట్రెండ్‌లను పరిశీలిద్దాం.

ప్రారంభ థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల పంపు మూలం సాధారణంగా తక్కువ-శక్తి 1064 nm YAG లేజర్ లేదా 790 nm డై లేజర్‌ను ఉపయోగించింది. పంప్ మూలం యొక్క తక్కువ శక్తి మరియు ఆ సమయంలో బ్యాక్‌వర్డ్ డోప్డ్ ఫైబర్ తయారీ ప్రక్రియ యొక్క పరిమితుల కారణంగా, థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల అవుట్‌పుట్ శక్తి వాట్ స్థాయిలో మాత్రమే ఉంది. డబుల్-క్లాడింగ్ పంప్ టెక్నాలజీ పరిచయం మరియు అధిక-పవర్ సెమీకండక్టర్ లేజర్ టెక్నాలజీ యొక్క పెరుగుతున్న పరిపక్వతతో, థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల అవుట్‌పుట్ శక్తి కూడా నిరంతరం పెరుగుతోంది.

1998లో, జాక్సన్ మరియు ఇతరులు. UKలోని యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మాంచెస్టర్ నుండి 790 nm సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ను పంప్ సోర్స్‌గా ఉపయోగించారు మరియు 5.4 W గరిష్ట అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో 5.4 W గరిష్ట అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో ప్రాదేశికంగా నిర్మాణాత్మకంగా నిరంతరంగా ట్యూన్ చేయగల థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ను రూపొందించడానికి క్లాడింగ్ పంపింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించారు. 2007లో డోప్డ్ జెర్మనేట్ ఫైబర్ లేజర్ అభివృద్ధి చేయబడింది. ప్రయోగాత్మక పరికరం మూర్తి 1లో చూపబడింది. సింగిల్-ఎండ్ పంపింగ్ మోడ్‌లో, 64 W యొక్క నిరంతర లేజర్ అవుట్‌పుట్ 1900 nm వద్ద పొందబడింది. అధిక అవుట్‌పుట్ శక్తిని పొందేందుకు, పరిశోధకులు డబుల్-ఎండ్ పంపింగ్‌ను ఉపయోగించారు మరియు 40 సెం.మీ పొడవు గల గెయిన్ ఫైబర్‌ను ఉపయోగించారు మరియు చివరకు 104 W యొక్క 1900 nm నిరంతర లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందారు.

2009లో, హార్బిన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ, ఆల్-ఫైబర్ లీనియర్ కేవిటీ స్ట్రక్చర్‌తో థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఇది ప్రతిబింబించే ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ మరియు థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ ఎండ్ ఫేస్ ద్వారా ఏర్పడిన ఫ్రెస్నెల్ ప్రతిబింబం ప్రతిధ్వనించే కుహరాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది 793 nm LD ద్వారా పంప్ చేయబడుతుంది. చివరగా, 39.4 W యొక్క అవుట్పుట్ శక్తి పొందబడింది. అదనంగా, వారు FBG మరియు డైక్రోయిక్ మిర్రర్‌లను వరుసగా హై-రిఫ్లెక్షన్ కప్లర్‌లుగా ఉపయోగించినప్పుడు పొందిన అవుట్‌పుట్ పవర్ మరియు స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలను కూడా పోల్చారు మరియు ఆల్-ఫైబర్ స్ట్రక్చర్ యొక్క వాలు సామర్థ్యం తక్కువగా ఉందని మరియు థ్రెషోల్డ్ పవర్ ఎక్కువగా ఉందని కనుగొన్నారు. ప్రాదేశిక నిర్మాణంతో పోలిస్తే, ఆల్-ఫైబర్ నిర్మాణం ప్రారంభంలో ఆప్టికల్ ఫైబర్ పరికరం యొక్క పనితీరు మరియు స్ప్లికింగ్ నాణ్యతతో పరిమితం చేయబడింది మరియు దాని ప్రయోజనాలు స్పష్టంగా లేవు. ఆప్టికల్ ఫైబర్ పరికర తయారీ సాంకేతికత మరియు స్ప్లికింగ్ స్థాయి యొక్క నిరంతర అభివృద్ధితో, ఆల్-ఫైబర్ నిర్మాణాలు క్రమంగా భారీ ప్రయోజనాలను చూపించాయి.

అదే సంవత్సరంలో, ప్రాదేశిక నిర్మాణంపై ఆధారపడిన అధిక-శక్తి థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్ 793 nm LDని ఉపయోగించి 25 μm యొక్క కోర్ వ్యాసం మరియు 0.08 యొక్క సంఖ్యా ద్వారం (NA)తో థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్‌ను పంప్ చేయడానికి మరియు సాధించింది. 300 W యొక్క సింగిల్-మోడ్ లేజర్ అవుట్‌పుట్. తరువాత, ఇదే విధమైన నిర్మాణంతో, 40 μm యొక్క కోర్ వ్యాసం మరియు 0.2 యొక్క సంఖ్యా ద్వారం కలిగిన పెద్ద-మోడ్ ఫీల్డ్ ఫైబర్ 885 యొక్క 2040 nm మల్టీ-మోడ్ లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందేందుకు ఉపయోగించబడింది. W, ఇది ఒక థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ ఓసిలేటర్ ద్వారా పొందిన గరిష్ట అవుట్‌పుట్ పవర్.

2014లో, సింఘువా విశ్వవిద్యాలయం ఫైబర్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ మరియు 3 మీ-పొడవైన గెయిన్ ఫైబర్‌తో కూడిన ఆల్-ఫైబర్ లీనియర్ కేవిటీ స్ట్రక్చర్‌తో హై-పవర్ థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ను నివేదించింది. గరిష్టంగా 70 W అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో ఏడు 790 nm LDలు పంప్ సోర్స్‌లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. చివరగా, 227 W యొక్క అవుట్పుట్ శక్తి పొందబడింది. అదే సంవత్సరంలో, నేషనల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ డిఫెన్స్ టెక్నాలజీ రెండు హై-పవర్ 1173 nm రామన్ ఫైబర్ లేజర్‌లను (RFL) పంప్ సోర్సెస్‌గా ఉపయోగించింది, ఇది పూర్తి-ఫైబర్ స్ట్రెయిట్ కేవిటీ స్ట్రక్చర్‌తో అధిక-సామర్థ్యం గల నారో లైన్‌విడ్త్ థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ను రూపొందించింది మరియు చివరకు 96 W. పవర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించింది. ఇది 1200 nm దగ్గర పంపు తరంగదైర్ఘ్యం మరియు వందల వాట్ల క్రమంలో అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో నివేదించబడిన మొదటి థూలియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్. ఇది థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల అవుట్‌పుట్ శక్తిని పెంచడానికి చాలా మంచి పంపింగ్ సొల్యూషన్‌ను అందించింది.

2015లో, హువాజోంగ్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ, ఆల్-ఫైబర్ లీనియర్ కేవిటీ స్ట్రక్చర్‌తో థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ను రూపొందించడానికి స్వీయ-నిర్మిత థులియం-డోప్డ్ డబుల్ క్లాడ్ సిలికా ఫైబర్‌ను ఉపయోగించింది. ఇది పంపింగ్ కోసం మూడు అధిక-శక్తి 793 nm LDలను ఉపయోగించింది మరియు 121 W అవుట్‌పుట్ శక్తిని పొందింది. ఇది 1915 nm తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద వందల వాట్ల అవుట్‌పుట్ శక్తిని పొందడానికి దేశీయ థూలియం-డోప్డ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ను ఉపయోగించడం ఇదే మొదటిసారి. అదనంగా, ప్రయోగాలు గెయిన్ ఫైబర్ యొక్క అంతర్గత క్లాడింగ్ వ్యాసాన్ని పెంచడం ద్వారా మెరుగైన ఉష్ణ వెదజల్లడాన్ని సాధించవచ్చని కనుగొన్నారు, ఇది థులియం-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క ఉష్ణ నిర్వహణ మరియు శక్తి మెరుగుదల కోసం ఆలోచనలను అందిస్తుంది.