Quais são as vantagens da aplicação e o desenvolvimento futuro dos lasers de fibra ultrarrápida?

Laser de fibra ultrarrápido, como uma nova geração de lasers, pode ser entendida como a combinação de tecnologia ultrarrápida e laser de fibra, combinando as vantagens duplas do laser ultrarrápido e do laser de fibra. Dez anos atrás, os lasers de fibra ultrarrápida permaneceram no campo da pesquisa científica básica e foram utilizados nos laboratórios de instituições de pesquisa científica, desempenhando um papel importante como uma poderosa ferramenta de pesquisa no campo da óptica não linear, espectroscopia a laser, medição óptica de precisão, terahertz e outras pesquisas científicas. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de fabricação de laser de fibra ultrarrápida, a melhoria de dispositivos centrais, como fonte de bomba, fibra dupla face, grade de fibra e outros processos de fabricação e redução de custos, os lasers de fibra ultrarrápido chegaram ao mercado nos últimos anos e a transformação foi implementada em aplicações industriais.

O laser de fibra ultrarrápido com fibra dopada com terras raras como meio de ganho do laser pode alcançar miniaturização, alta eficiência e baixo custo devido à grande área de superfície e fácil dissipação de calor da fibra, e tem vantagens proeminentes em aplicações práticas. Ao mesmo tempo, os lasers ultrarrápidos têm vantagens exclusivas em relação aos lasers contínuos e de pulso longo tradicionais. Devido ao tempo extremamente curto de interação entre o laser ultrarrápido e o material, a energia é injetada muito rapidamente em uma pequena área de ação, e a deposição instantânea de alta densidade de energia altera o modo de absorção e movimento do elétron, evitando fundamentalmente a transferência e transformação de energia, a existência de energia térmica e a influência causada pela difusão térmica, e alterando fundamentalmente o mecanismo de interação entre o laser e o material. Excelente desempenho em áreas industriais, como microusinagem de precisão, aeroespacial, eletrônicos de consumo, fabricação de automóveis e energia fotovoltaica.

Vale ressaltar que o sistema de pente de frequência óptica era originalmente composto por um sistema de gemas de titânio extremamente grande, que basicamente não podia ser movido. Agora, graças à popularidade dos lasers de fibra ultrarrápidos, que fizeram grandes progressos em tamanho e custo, esta tecnologia do Prêmio Nobel tornou mais fácil para mais pessoas. Ao mesmo tempo, os lasers de fibra ultrarrápida são cada vez mais amplamente utilizados no campo biomédico, não apenas para pesquisa em tempo real de dinâmica molecular e subcelular e cirurgia, mas também para as características de danos não ablativos, que podem ser usados ​​para tratamento de miopia e tratamento de pele. Nos últimos anos, o surgimento de novas fibras, como fibra infravermelha, fibra semicondutora e fibra de cristal fotônico, proporcionou um estágio mais amplo para os lasers de fibra ultrarrápidos.

Os lasers de fibra têm as seguintes vantagens

1. Leve e fácil de instalar: A fibra é macia e pode ser dobrada, e o laser de fibra geralmente pode ser pequeno e leve, o que reduz o custo de aquisição e é conveniente e flexível de instalar.

2. Baixo custo de manutenção: afetado por efeitos térmicos, como efeito de lente térmica e efeito de birrefringência térmica, o módulo de dissipação de calor do laser sólido precisa ser cuidadosamente projetado porque a relação área de superfície/volume da fibra como meio de laser é mais do que 4 ordens de magnitude maior do que o meio em forma de haste de laser sólido de bloco, o laser de fibra pode ser resfriado por ar dentro de 100W. Ao mesmo tempo, os lasers de fibra não requerem várias horas de manutenção regular todos os meses.

3. Alta qualidade do feixe: A abertura numérica do laser emitido pela fibra é pequena, e as características de fácil concentração de luz tornam possível alcançar densificação de alta potência e processamento de alta resolução. A alta qualidade do feixe significa que o laser de fibra pode ser usado em campos de fabricação de ponta, como processamento de materiais, tratamento médico, ciência e defesa nacional.

4. Maior eficiência energética: o laser de fibra dopada pode alcançar a amplificação de luz de banda larga em comparação com o laser de cristal YAG, e a luz da bomba é incluída na fibra, que pode atingir o bombeamento de alta eficiência.

5. Forte estabilidade a longo prazo: Os lasers de fibra que não contêm sistemas ópticos de espaço livre não são suscetíveis a poeira, temperatura, maquinário e outros efeitos devido à ausência de componentes ópticos espaciais.

6. Alta potência fácil de alcançar: Como o módulo da bomba pode ser conectado em série e paralelo, a potência de saída pode ser aumentada através de uma variedade de designs.

A direção do desenvolvimento de lasers de fibra ultrarrápidos

O laser de fibra ultrarrápido é o componente principal de muitos sistemas de aplicação de laser ultrarrápido e seu desempenho é o principal fator limitante de todo o sistema de aplicação. No entanto, ainda há muito a ser aprimorado e melhorado no desempenho dos lasers de fibra ultrarrápidos, portanto, sua melhoria de desempenho ainda é uma das direções atuais de pesquisa dos lasers de fibra ultrarrápidos. No futuro, larguras de pulso mais estreitas, saídas de energia mais altas, taxas de repetição mais altas, formas de pulso e a expansão das faixas de comprimento de onda de pulso são as principais áreas de preocupação para os desenvolvedores. Somente quando o desempenho geral de cada dimensão é constantemente aprimorado, é possível atender melhor aos requisitos de aplicação de diferentes campos.

Agora, a faixa de comprimento de onda do laser ultrarrápido comercial em infravermelho, luz verde e ultravioleta, o comprimento de onda mais curto pode atingir 266/263nm. As aplicações incluem alcance de satélite, usinagem de precisão a laser, óptica não linear, espectroscopia a laser, biomedicina, óptica de alto campo, física da matéria condensada e outros campos de pesquisa científica. O laser ultrarrápido pode produzir muitas propriedades físicas inovadoras e tem grande potencial em novos aceleradores de partículas, fontes ultrarrápidas de raios X de alta energia e assim por diante. A invenção de lasers ultrarrápidos promoveu grandemente o desenvolvimento da física atômica e molecular, óptica não linear, física de plasma, termodinâmica e outras disciplinas. Com a maturidade contínua da tecnologia de pulso ultracurto do laser, o laboratório conseguiu gerar um pulso ultracurto periódico de alta intensidade, que fornece condições para o estudo da interação entre luz e matéria, abre um novo campo de pesquisa da interação entre luz e matéria, e produz a chamada ótica não linear extrema.

Informações de contato:

Se você tiver alguma ideia, sinta-se à vontade para falar conosco. Não importa onde nossos clientes estejam e quais sejam nossos requisitos, seguiremos nosso objetivo de fornecer aos nossos clientes alta qualidade, preços baixos e o melhor serviço.