Didėjant pramoninių lazerių išėjimo galiai, kaip saugiai, efektyviai, toli ir lanksčiai perduoti didelės energijos lazerius tapo svarbiausia skatinti nuodugnų lazerių technologijų taikymą ir plėtrą pramonės, mokslinių tyrimų ir medicininis gydymas. Didelio šerdies skersmens lazerio energijos perdavimo pluošto technologija neabejotinai yra veiksmingas būdas atrakinti lazerio „paskutinį metrą“, kad būtų galima tiksliai pasiekti taikymo vietą.
Kas yra didelis šerdies skersmuo? Tai reiškia, kad šerdies skersmuo yra didesnis nei 50 μm, palyginti su tradiciniu vieno režimo pluošto šerdies skersmuo paprastai yra 9–10 μm. kodėl naudoti didelį šerdies skersmenį? Didelis šerdies skersmuo gali efektyviai padidinti pluošto režimo lauko plotą, sumažinti netiesinius efektus ir pagerinti pluošto kokybę; svarbiausia, kad pluoštas gali atlaikyti optinę galią, o režimo lauko dydis yra proporcingas šerdies skersmens dydžiui, gali veiksmingai pagerinti pluošto pažeidimo slenkstį, todėl energijos perdavimo optinis pluoštas su didelio šerdies skersmens struktūra tapo neišvengiamas. Toliau pateikiamas trumpas kelių pagrindinių didelio šerdies skersmens lazerio energijos perdavimo skaidulų įvadas.
Įprastas didelio šerdies skersmens pluoštas
Įprastas didelio šerdies skersmens pluoštas, struktūra ir tradicinis vienmodis pluoštas, pagal šerdį ir apkalą dvi kompozicijos dalis, šerdies dydis yra didesnis, didelio grynumo kvarciniam stiklui dengimo medžiagas galima pasirinkti plastiką arba didelio grynumo fluoru legiruotą. (F) kvarcinis stiklas. Plastikinės dangos didelis atsparumas tempimui, atsparumas radiacijai; F legiruoto stiklo danga turi didesnį pralaidumą ir mažesnį nuostolį.
Pramoniniu požiūriu įprastiniai didelio skersmens šerdies pluoštai yra labiausiai paplitęs lazerio energijos perdavimo pluošto tipas ir yra plačiai naudojamas medžiagų paviršiaus terminio apdorojimo, suvirinimo lazeriu ir pjovimo lazeriu srityse. Medicininiu požiūriu didelio šerdies skersmens pluoštas gali būti taikomas endoskopinei lazerinei litotripsijai ir prostatos gydymui dėl didelio energijos perdavimo, izoliacijos ir lankstumo savybių.
Įprasto didelio šerdies skersmens pluošto struktūros ir jos skerspjūvio paveikslas (Šaltinis: Wuhan Changyingtong Optoelectronics)
Didelio šerdies skersmens specialios struktūros homogenizuotas pluoštas
Palyginti su įprastu didelio šerdies skersmens optiniu pluoštu, didelio šerdies skersmens specialios struktūros homogenizavimo optinis pluoštas, daugiausia keičiasi šerdies struktūra, nebėra tradicinė apvali, pavyzdžiui, stačiakampė šerdis, kvadratinė šerdis, šešiakampė šerdis, aštuonkampė šerdis, toroidinė šerdis ir ir taip toliau, gali patenkinti skirtingų taikymo scenarijų poreikius. Jo unikali šerdies struktūra, kad būtų pasiektas homogenizuotas plokščio viršaus pluošto išėjimas, palyginti su įprastu didelio šerdies skersmens pluošto energijos išėjimu, sutelktu Gauso pluošto centre, gali padaryti lazerį ir medžiagos vaidmenį tolygiau, o vienodas lazerio energijos paskirstymas taip pat pagerina viso pluošto pažeidimo slenkstį, o aukščiausios klasės lazerinis suvirinimas, terminis apdorojimas, paviršiaus valymas, fotolitografija ir puslaidininkių plokštelių apdorojimas ir kt.
Didelio šerdies skersmens specialios struktūros homogenizavimo pluošto skerspjūvio paveikslėlis (šaltinis: Wuhan Changyingtong Optoelectronics)
Mikrostruktūros pluoštas
Taip pat žinomas kaip fotoninis kristalų pluoštas, jo skerspjūvis turi sudėtingą lūžio rodiklio pasiskirstymą, paprastai periodiškai išdėstant legiruoto stiklo medžiagas arba oro skylutes, yra dvi pagrindinės kietos šerdies ir tuščios šerdies kategorijos. Čia mes sutelkiame dėmesį į tuščiavidurių branduolių mikrostruktūrinius optinius pluoštus, daugiausia trijų tipų tuščiavidurius Bragg pluoštus, tuščiavidurius fotoninius juostos pluoštus ir tuščiavidurius antirezonansinius pluoštus, iš kurių tuščiaviduriai Bragg pluoštai daugiausia naudojami jutimo srityje. o tuščiaviduriai fotoniniai juostos tarpo pluoštai ir tuščiaviduriai antirezonansiniai pluoštai, kurie ne tik pasižymi išskirtiniu potencialu jutimo srityje, bet ir buvo plačiai naudojami daugelyje pažangiausių mokslo ir technologijų sričių, pavyzdžiui, energijos perdavimo ir aukšto lygio - greitas ryšys.
Palyginti su vientiso šerdies pluoštu, tuščiaviduriai pluoštai turi oro šerdį, kuri suteikia jiems pranašumą dėl mažos dispersijos ir mažo netiesinio poveikio, taip užtikrinant, kad perdavimo metu būtų išlaikyta gera taškinio išvesties kokybė. Tuo pačiu metu jo aukštas žalos slenkstis suteikia tvirtą palaikymą įvairioms didelės galios lazerinėms programoms.
