Quali sono i vantaggi applicativi e lo sviluppo futuro dei laser a fibra ultraveloci?

Laser a fibra ultraveloce, come una nuova generazione di laser, può essere intesa come la combinazione di tecnologia ultraveloce e laser a fibra, combinando i doppi vantaggi del laser ultraveloce e del laser a fibra. Dieci anni fa, i laser a fibra ultraveloce sono rimasti nel campo della ricerca scientifica di base e sono stati utilizzati nei laboratori degli istituti di ricerca scientifica, svolgendo un ruolo importante come potente strumento di ricerca nel campo dell'ottica non lineare, spettroscopia laser, misurazione ottica di precisione, terahertz e altre ricerche scientifiche. Con il rapido sviluppo della tecnologia di produzione di laser a fibra ultraveloce, il miglioramento di dispositivi di base come la sorgente della pompa, la fibra a doppio rivestimento, il reticolo in fibra e altri processi di produzione e la riduzione dei costi, negli ultimi anni i laser a fibra ultraveloce sono entrati nel mercato e la trasformazione è stata implementata nelle applicazioni industriali.

Il laser a fibra ultraveloce con fibra drogata con terre rare come mezzo di guadagno laser può ottenere miniaturizzazione, alta efficienza e basso costo grazie all'ampia superficie e alla facile dissipazione del calore della fibra e presenta notevoli vantaggi nelle applicazioni pratiche. Allo stesso tempo, i laser ultraveloci presentano vantaggi unici rispetto ai tradizionali laser a impulsi lunghi e continui. A causa del tempo estremamente breve di interazione tra il laser ultraveloce e il materiale, l'energia viene iniettata molto rapidamente in una piccola area di azione e la deposizione istantanea ad alta densità di energia cambia la modalità di assorbimento e movimento degli elettroni, evitando sostanzialmente il trasferimento e trasformazione di energia, l'esistenza di energia termica e l'influenza causata dalla diffusione termica, e modificando radicalmente il meccanismo di interazione tra il laser e il materiale. Prestazioni eccezionali in settori industriali come la microlavorazione di precisione, l'aerospaziale, l'elettronica di consumo, la produzione automobilistica e l'energia fotovoltaica.

Vale la pena ricordare che il sistema a pettine di frequenza ottica era originariamente composto da un sistema di gemme in titanio estremamente grande, che sostanzialmente non poteva essere spostato. Ora, grazie alla popolarità dei laser a fibra ultraveloci, che hanno fatto passi da gigante in termini di dimensioni e costi, questa tecnologia da premio Nobel ha reso le cose più facili per più persone. Allo stesso tempo, i laser a fibra ultraveloce sono sempre più utilizzati in campo biomedico, non solo per la ricerca in tempo reale della dinamica molecolare e subcellulare e della chirurgia, ma anche per le caratteristiche del danno non ablativo, che può essere utilizzato per il trattamento della miopia e trattamento della pelle. Negli ultimi anni, l'emergere di nuove fibre come la fibra infrarossa, la fibra semiconduttrice e la fibra a cristalli fotonici ha fornito uno stadio più ampio per i laser a fibra ultraveloce.

I laser a fibra presentano i seguenti vantaggi

1. Leggero e facile da installare: la fibra è morbida e può essere piegata e il laser in fibra può essere generalmente piccolo e leggero, il che riduce i costi di acquisizione ed è comodo e flessibile da installare.

2. Basso costo di manutenzione: influenzato dagli effetti termici come l'effetto della lente termica e l'effetto di birifrangenza termica, il modulo di dissipazione del calore del laser solido deve essere attentamente progettato perché il rapporto superficie/volume della fibra come mezzo laser è superiore a 4 ordini di grandezza più grandi del mezzo a forma di bastoncino laser solido a blocchi, il laser in fibra può essere raffreddato dall'aria entro 100 W. Allo stesso tempo, i laser a fibra non richiedono diverse ore di manutenzione regolare ogni mese.

3. Alta qualità del raggio: l'apertura numerica del laser emesso dalla fibra è piccola e le caratteristiche di facile concentrazione della luce consentono di ottenere una densificazione ad alta potenza e un'elaborazione ad alta risoluzione. L'elevata qualità del raggio significa che il laser a fibra può essere utilizzato in settori manifatturieri di fascia alta come la lavorazione dei materiali, le cure mediche, la scienza e la difesa nazionale.

4. Maggiore efficienza energetica: il laser a fibra drogata può ottenere un'amplificazione della luce a banda larga rispetto al laser a cristallo YAG e la luce della pompa è racchiusa nella fibra, che può ottenere un pompaggio ad alta efficienza.

5. Forte stabilità a lungo termine: i laser a fibra che non contengono sistemi ottici nello spazio libero non sono sensibili a polvere, temperatura, macchinari e altri effetti a causa dell'assenza di componenti ottici spaziali.

6. Facile da raggiungere ad alta potenza: poiché il modulo pompa può essere collegato in serie e in parallelo, la potenza di uscita può essere aumentata attraverso una varietà di design.

La direzione di sviluppo dei laser a fibra ultraveloci

Il laser a fibra ultraveloce è il componente principale di molti sistemi di applicazione laser ultraveloce e le sue prestazioni sono il principale fattore limitante dell'intero sistema di applicazione. Tuttavia, c'è ancora molto da migliorare e migliorare nelle prestazioni dei laser a fibra ultraveloce, quindi il suo miglioramento delle prestazioni è ancora una delle attuali direzioni di ricerca dei laser a fibra ultraveloce. In futuro, larghezze di impulso più strette, uscite di potenza più elevate, frequenze di ripetizione più elevate, forme di impulso e l'espansione degli intervalli di lunghezza d'onda dell'impulso sono aree di interesse chiave per gli sviluppatori. Solo quando le prestazioni complessive di ciascuna dimensione vengono costantemente migliorate, è possibile soddisfare meglio i requisiti applicativi di diversi campi.

Ora la gamma di lunghezze d'onda del laser ultraveloce commerciale attraverso infrarossi, luce verde e ultravioletti, la lunghezza d'onda più corta può raggiungere 266/263 nm. Le applicazioni includono il rilevamento satellitare, la lavorazione laser di precisione, l'ottica non lineare, la spettroscopia laser, la biomedicina, l'ottica ad alto campo, la fisica della materia condensata e altri campi di ricerca scientifica. Il laser ultraveloce può produrre molte nuove proprietà fisiche e ha un grande potenziale in nuovi acceleratori di particelle, sorgenti di raggi X ultraveloci ad alta energia e così via. L'invenzione dei laser ultraveloci ha notevolmente promosso lo sviluppo della fisica atomica e molecolare, dell'ottica non lineare, della fisica del plasma, della termodinamica e di altre discipline. Con la continua maturità della tecnologia degli impulsi laser ultracorti, il laboratorio è stato in grado di generare un impulso ultracorto periodico ad alta intensità, che fornisce le condizioni per lo studio dell'interazione tra luce e materia, apre un nuovo campo di ricerca dell'interazione tra luce e materia, e produce la cosiddetta ottica non lineare estrema.

Informazioni sui contatti:

Se hai qualche idea, sentiti libero di parlare con noi. Non importa dove si trovino i nostri clienti e quali siano le nostre esigenze, seguiremo il nostro obiettivo di fornire ai nostri clienti alta qualità, prezzi bassi e il miglior servizio.