Ưu điểm kép của nguồn bơm 976nm
Với sự trưởng thành của laser sợi công nghiệp để kiểm soát nhiệt độ của các nguồn bơm, việc áp dụng các nguồn bơm băng tần 976nm trong laser sợi công nghiệp đã dần được thị trường chấp nhận. Sợi laser thu được sợi có hiệu suất hấp thụ cao đối với nguồn bơm 976nm, có thể làm giảm hiệu quả chi phí sản xuất và khó khăn công nghệ bơm của laser sợi công nghiệp. Nhiều nhà sản xuất laser sợi quang hàng đầu đã tập trung vào giải pháp bơm băng tần 976nm. Để có được một lợi thế thị trường lớn hơn càng sớm càng tốt.
Laser sợi công nghiệp chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng bơm sang ánh sáng tín hiệu thông qua sợi quang (sợi pha tạp erbium). Sợi pha tạp erbium có hai đỉnh hấp thụ đặc trưng riêng biệt trong các dải 915nm và 976nm. Hệ số hấp thụ tương đối thấp trong dải 915nm và phổ hấp thụ rộng. Hệ số hấp thụ ở dải 976nm gấp 2-3 lần so với dải 915nm, nhưng phổ hấp thụ tương đối hẹp.
Trong laser sợi quang lọc 976nm, sợi khuếch đại có hệ số hấp thụ cao hơn đối với ánh sáng bơm. Theo phản hồi thực tế từ nhiều nhà sản xuất laser sợi quang tại Trung Quốc, hiệu suất ánh sáng của bơm băng tần 976nm có thể đạt tới 85%, trong khi hiệu suất ánh sáng của bơm băng tần 915nm là 75% (Hình 2). Trong cùng một lần bơm công suất bơm, so với bơm băng tần 915nm, công suất đầu ra của laser sợi quang sẽ cao hơn 13% so với sơ đồ bơm băng tần 976nm, và độ dài sợi cần thiết để bơm trong dải 976nm ngắn hơn và giảm trực tiếp. Đồng thời chi phí vật liệu, nó cũng có hiệu quả làm giảm hiệu ứng phi tuyến, mất hiệu quả ánh sáng và ánh sáng, và khó khăn trong việc quản lý nhiệt. Tuy nhiên, bơm 976nm có yêu cầu cao hơn đối với việc kiểm soát nhiệt độ laser sợi quang.
Qua đó, sơ đồ bơm của laser sợi quang công suất cao được đánh giá lại. Trước đây, laser bán dẫn của dải 915nm được sử dụng làm nguồn bơm, được hưởng lợi từ phổ hấp thụ rộng của dải 915nm. Toàn bộ laser ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nhưng hiệu quả hấp thụ của sợi hoạt tính đạt được trong dải 915nm là thấp, để đạt được toàn bộ laser sợi. Sản lượng điện cao hơn, về mặt kỹ thuật cần thiết để sử dụng công suất bơm 915nm cao hơn và sợi hoạt động lâu hơn, sẽ khiến các nhà phát triển phải đối mặt với hiệu ứng phi tuyến sợi, mất hiệu suất quang học và tăng quản lý nhiệt Có nhiều khó khăn trong việc tăng chi phí cho mỗi đơn vị công suất. Khi công suất đầu ra vượt quá một mức nhất định, sơ đồ bơm 915nm sẽ trở nên cực kỳ phức tạp và cuối cùng thất bại.
Những khó khăn trên trong sơ đồ bơm băng tần 915nm sẽ được giải quyết tốt bằng cách sử dụng sơ đồ bơm băng tần 976nm. Hiệu suất hấp thụ của sợi khuếch đại trong dải 976nm gấp 2-3 lần so với dải 915nm. Hiệu suất hấp thụ cao hơn có nghĩa là sợi tăng ích cần thiết ngắn hơn và các hiệu ứng phi tuyến bị giảm. Nó cũng tiết kiệm chi phí vật liệu của sợi tăng một phần, cộng với lợi thế về chi phí hiệu quả ánh sáng (hiệu suất nguồn sáng của nguồn bơm băng tần 976nm cao hơn khoảng 10% so với nguồn bơm 915nm) và chi phí cho bơm 976nm sơ đồ trên laser sợi quang công suất cao. Những lợi ích được phản ánh thêm.
