Lazerio perdavimui iš kieto{0}}šerdies pluošto sunku vienu metu išlaikyti aukštą pluošto kokybę ir didelę galią, todėl labai ribojamas jo pritaikymas pramonėje. Neseniai Nacionalinio gynybos technologijos universiteto Nanhu šviesos laboratorijos tyrinėtojų komanda, bendradarbiaudama su atitinkamomis institucijomis, pasiekė pirmąjį -veiksmingą ir stabilų 2kW didelės-galios lazerio skaidulų perdavimą itin ilgu, 2,45 km atstumu, naudojant tuščiavidurį{8}šerdies pluoštą. Šis proveržis žymi didelės-galios, toli{11}}perdavimo per tuščiavidurį{12}}šerdies pluoštą perėjimą nuo teorinio tyrimo prie praktinio inžinerinio pritaikymo.
Pastaraisiais metais labai išaugo lankstaus{0}}didelės galios{1}}lazerių perdavimo dideliais atstumais paklausa. Tačiau tradiciniai kietieji-šerdies pluoštai gali perduoti tik 5 kW galią daugiau nei 20 metrų atstumu, o perdavimo atstumas nukrenta iki 3 metrų, kai 8 kW{8}}negalia pramonės reikalavimų. Palyginti su vientisu{10}}šerdies pluoštu, tuščiaviduriai{11}}šerdies pluoštai turi pranašumų, pvz., mažą delsą, mažus nuostolius ir mažus netiesinius koeficientus. Tačiau esamos didelės{13}}galios lazerinės perdavimo sistemos, kuriose naudojami tuščiaviduriai{14}}šerdies pluoštai, daugiausia priklauso nuo optinių komponentų, pvz., lęšių, todėl jie yra jautrūs aplinkos poveikiui ir dėl to sumažėja stabilumas. Todėl visiškai skaidulinės{16}}sujungtos technologijos kūrimas yra pagrindinis būdas sukurti stabilias, kompaktiškas ir praktiškas tuščiavidurių{17}}šerdies skaidulinių lazerių sistemas.
Dr. Shi Jing, pirmasis šio straipsnio autorius, paaiškino, kad norėdama sukurti tikrai stabilią ir efektyvią „viso-pluošto“ sistemą, komanda sukūrė penkių-vamzdžių dvigubą-įdėtą anti-rezonansinį tuščiavidurį-gyslų pluoštą, kurio režimo-laukas suderinamas su kietojo-šerdies pluošto. Taikydami modeliavimo optimizavimą jie nustatė optimalius struktūrinius parametrus ir sėkmingai ištraukė ypač mažo nuostolio tuščiavidurį{11}}šerdį. Komanda įveikė iššūkius, susijusius su mažų-nuostolių kvarco ir tuščiavidurių{14}}šerdies skaidulų suliejimo, režimo lauko suderinimo ir didelės-galios skaidulų galo{16}}uždarymo technologijos. Jie pasiekė pirmąjį pasaulyje ilgo{18}}atstumo didelės{19}}galios lazerinį perdavimą per visiškai-tuščiavidurį pluoštą{21}}išlaikant beveik-difrakcijos-ribotą spindulio kokybę. Tiek perduodama galia, tiek atstumas yra aukščiausio lygio tarptautiniu mastu.
„Nors 2,45 kilometro perdavimo atstumą riboja šiuo metu turimi šviesolaidžio ilgiai, sukurta technologija sudaro sąlygas efektyviam lazerio perdavimui ateityje“, – teigė Shi Jing.
Atitinkamas autorius Chenas Zilunas pažymėjo, kad, palyginti su tradiciniais kietaisiais{0}}šerdies pluoštais, itin mažo-praradimo tuščiaviduris-šerdies pluoštas padidina efektyvų lankstų perdavimo atstumą dviem dydžiais. Šis laimėjimas suteikia techninę paramą, skirtą tolimojo{5}}lankaus lazerinio perdavimo inžinerinėms programoms pramoninėse aplinkose, turinčios didelį potencialą įvairiose srityse. Pavyzdžiui, pramoninio apdorojimo atveju nuotolinis lankstus lazerinis perdavimas gali padidinti atstumą tarp operatorių ir pavojingų darbo zonų, o tai žymiai padidina darbo saugą. Atliekant mokslinius tyrimus, tuščiaviduriai{8}}šerdies pluoštai gali užfiksuoti ir pagreitinti daleles dėl radiacijos slėgio, todėl galima sukurti naujus „skraidančių dalelių jutiklius“, veikiančius kilometro{9} mastelio matmenimis.
„Nors tuščiavidurio{0}}šerdies pluošto sąnaudos šiuo metu viršija įprasto pluošto sąnaudas, tai visų pirma kyla dėl besiformuojančios industrializacijos fazės, kuriai būdingi sudėtingi gamybos procesai ir galimybė gerinti išeigą. Technologijai bręstant, gamybos apimtis didėja, o prieš{2}}pagrindinės pramonės grandinės vystosi sinergiškai, tuščiaviduriai-pagrindinės pluošto krypties sąnaudos tikimasi nukreipti žemyn. didelio masto-diegimas konkrečiose didelės{5} vertės programose. Chen Zilun teigė, kad tyrimų grupė toliau optimizuos pluošto struktūras, padidins sujungimo efektyvumą, padidins perdavimo galią ir atstumą bei ištirs platesnius taikymo scenarijus.
