Prvé vláknové laserybolinízka účinnosťaenergie a obmedzené, až kým sa neobjavil efektívnejší spôsob dodávania lúča čerpadla na plášť.
Jedná sa o metódu, ktorá dokáže prekonať obmedzenia predchádzajúcich metód spúšťania - metóda lúča s bočným čerpadlom pomáha uvoľniť skutočný potenciál vláknových laserov, otvára novú éru vysokovýkonných vláknových laserov a zosilňovačov a úplne mení vývoj vláknovej technológie . Ďalší vývoj podporil rozsiahle prijatie vláknových laserov v rôznych aplikačných oblastiach, ako je priemysel, veda a lekárske vybavenie. Vývoj priemyselných vláknových laserov možno rozdeliť do dvoch etáp, ktoré sa vyznačujú výkonovými kombinátormi a prevodníkmi jasu.
Výkonový kombinátor v prvej fáze obsahuje viac balíkov laserových diódových čerpadiel, ktoré sú navrhnuté tak, aby efektívne kombinovali svoje multimódové svetlo do pasívnych prenosových vlákien. Použitie redundantného obalu s jednou vyžarovacou diódou môže zabezpečiť vysokú spoľahlivosť laseru. V optickej dutine lasera sa nachádzajú dve vláknové Braggove roštové zrkadlá, ktoré sa nachádzajú v centrálnom jednorežimovom jadre, čo je vlákno vysokej čistoty s plášťom dopovaným rôznymi prvkami vzácnych zemín.
Táto optická dutina prevádza nízko kvalitné diódové svetlo na laserový lúč v jednom režime. Jedna z vláknových Braggových mriežok slúži ako úplný reflektor a druhá slúži ako čiastočný reflektor alebo výstupná spojka. Vo viacrežimovom plášti, ktorý vyžaruje iba svetlo diódového čerpadla, nie sú dotované žiadne ďalšie prvky. Polovodičová štruktúra vláknového laseru ho robí odolným voči faktorom prostredia, ako sú prach, vlhkosť a rušenie vzduchom vo voľnom priestore.
Elektrická účinnosť celkovej čerpacej metódy presahuje 50% a výstupný výkon jedného modulu v jednom režime je približne 2 kW - 3 kW. Výstup jedného modulu je možné použiť priamo alebo v kombinácii na zabezpečenie vysoko jasného výstupu viac ako 100 kW, vďaka čomu je tento vláknový laser vhodný pre rôzne priemyselné aplikácie.
Prevádzková metóda
Vláknové lasery možno rozdeliť na kontinuálne vlny (CW), kvázikontinuálne vlny (QCW), nanosekundové impulzy, ultrarýchle pikosekundy alebo femtosekundové impulzy a ďalšie režimy svetelných vĺn. Kontinuálne vlnové lasery môžu poskytovať stabilný výstup v rámci menovitého maximálneho výstupného výkonu a môžu byť modulované na 50 kHz podľa výstupného výkonu, ale modulácia nezvýši ich špičkový výkon. Lasery s kontinuálnymi vlnami sa používajú v mnohých oblastiach. Najvýznamnejšie z nich sú rezanie a zváranie kovov. Môžu byť tiež použité na tvrdé spájkovanie, 3D tlač, opláštenie a tepelné spracovanie.
Dlhý impulz generovaný 10 lasermi QCW môže zvýšiť pulznú energiu a špičkový výstupný výkon desaťkrát a trvanie dlhého impulzu je 10 s - 100 000 s. Napríklad QCW laser s priemerným výkonom 300W má špičkový výkon 3kW a pulznú energiu 30J. Lasery QCW sa používajú hlavne na zváranie, vŕtanie a špeciálne rezacie operácie, ako je rezanie vysoko reflexných kovov alebo iných materiálov. Rozsah špičkového výkonu štandardného modelu stroja QCW je 1 kW - 20 kW a prevádzkové náklady sú oveľa nižšie ako v prípade iných konkurenčných laserových technológií, ktoré dokážu dosiahnuť rovnaký výkon.
Nanosekundový pulzný Q-prepínaný vláknový laser môže poskytovať priemerný rozsah výstupného výkonu od 10 W do 2 kW. V rozsahu 1ns - 1000ns môže byť doba impulzu pevná alebo nastaviteľná (používatelia si môžu zvoliť predprogramovanie). Typická energia laserového impulzu je v rozmedzí 10W - 300W, čo je blízka kvalita jedného lúča použitého na mikrospracovanie, až do približne 1 mJ. V závislosti od modelu môžu byť tieto lasery modulované od kilohertzov po megahertzov. Na vysokorýchlostnú povrchovú úpravu sa používa pulzný laser s vyšším priemerným výkonom a pulzná energia môže dosiahnuť 100 mJ, čo umožňuje realizáciu väčšej oblasti spracovania.
Ultrarýchle pikosekundové a femtosekundové vláknové lasery majú pulzné doby v rozmedzí od 200 k do niekoľko pikosekúnd s priemerným výkonom 10 W - 200 W a môžu sa používať v rôznych mikroprocesorových aplikáciách vrátane kovov a nekovov.
Aktívne laserové jadro vláknového laseru možno dotovať jedným alebo viacerými aktívnymi atómami, aby sa vytvoril štandardný výstup v niekoľkých spektrálnych rozsahoch.
Rozsah vlnových dĺžok
Doping jedného alebo viacerých aktívnych atómov v aktívnom laserovom jadre vláknového laseru môže produkovať štandardný výstup v niekoľkých spektrálnych rozsahoch. Napríklad doping s atómami ytterbia (Yb) môže produkovať výstup medzi 1030 nm a 1080 nm; dopovanie atómami erbia (Er) môže produkovať vlnové dĺžky medzi 1500 nm a 1570 nm; doping s atómami thúlia (Tm) môže vyprodukovať svetlo 1 900 nm - 2 050 nm. Zdvojnásobte alebo strojnásobte frekvenciu týchto základných línií a jedná sa o laser, ktorý môže vyžarovať zelené lúče (515 nm - 550 nm) a ultrafialové lúče (- 355 nm).
Dosiahnuteľný rozsah Ramanovho posunu ytterbium erbium základnej vlny sa rozširuje na 1,15µm-1.8 µm. Ďalšie zdvojnásobenie vlnovej dĺžky umožňuje vláknovému laseru pracovať v rozsahu viditeľného svetla od 515 nm do 635 nm. Okrem toho môže hybridný polovodičový laser čerpaný vláknovým laserom s kontinuálnymi vlnami dopovaný thuliom alebo erbiom poskytnúť stredný infračervený výstup v rozsahu 1,9 um až> 5 um.
