[讨论]谐振腔与功率

土豆 · 发表于 2003-6-25 06:38:00

这大概也是大功率光纤激光器具有一定竞争力的主要原因了吧？
光纤激光器是否算得上是一种“冷光源”呢？
或者是由于光纤的散热面积较大？激光晶体棒的长度就难以做的很长了？
光纤激光器输出的光斑直径可能较大了，不过可以再聚光嘛？

据说：
“目前世界上最高功率的光纤激光器22, 000W模、
连续输出11.06um长的高功率光纤激光器已经在德国交付使用。
......
于侧面泵浦的光纤激光器的多泵浦模块可以被封装，以避免局部区域热量的产生（在高功率二极管泵浦固态激光器中有此现象）以及避免使用简单的对流风冷装置（相当于二极管泵浦固态激光器中的水冷器）。同样的，在一个高功率光纤激光器中，激光增益介质（即光纤）中产生的多余的热量通过一个大的表面区域所扩散，从而避免了像传统二极管泵浦固态激光器那样对激光介质降温的工作需要。因为光纤只能支持基本的空间模式，光纤激光器的光束质量不会受激光功率运作的影响，而高功率二极管泵浦固态激光器却不是这种情况。激

光耦合输出
合多个1100级光纤激光器的输出功率可以很好地提升光纤激光器的输出功率到一个更高的级别。比如说，771100级光纤激光器输出的光束通过77单模光纤传送330以上的距离，然后在一条多芯光纤波束耦合器中被合成，输出一个直径880 mm,散角小于440 mrad波束。这相当于一个输出光束参数1.6 mm mrad 激光；7700的耦合输出功率可以以一束强烈的激光作用在工件上，每平方厘米可达高于550瓦的功率。比较而言，一个二极管泵浦固态激光器典型的光束参数10mm mrad,出功率密度也只有光纤激光器的550之一。7700级的光纤激光器大小为555 × 60 × 95 cm3 重量为1120克。
IPG近发布了应用于重金属焊接工业自动化领域的AA2-kW业光纤激光器。这种激光器使用和7700激光器相近的多模块设计，通过一根直径2200mm光纤提供超过1100的功率传输。这台激光器的输出光束参数为115 mm mrad两到四倍于通过光纤传输的提供同样输出功率的灯浦NNd-YAG光器。预计22002底44,IPG 推出220瓦级的工业光纤激光器。这些激光器耦合的参数性能将使他们能够渗透到重金属切割、铜焊、覆融以及焊接等应用的核心领域。”

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seawind · 发表于 2003-6-25 17:02:00

下面引用由土豆在 2003/06/18 00:00am 发表的内容：
不过对气体激光器，腔长越长，阀电压可能越高，所以一旦电离放电，
电流就小不了，加上工作介质粒子数量较多，功率应该会较高？
固体激光器就不一定了，如果是光激发，光激发强度一定，可能有一个最佳受激晶体尺 ...

腔长和增益介质的长度，固体激光器下是不一样的。

土豆 · 发表于 2003-6-26 23:30:00

是呀，所以如果反射镜的面积有限（或平平镜腔），
腔长一增加（反射镜间距增加），要么是只能反射回部分光能，要么就是光斑变得很大？

有关激光晶体散热的问题，我想能否参考一下光纤激光器的特点呢？
光纤自己不一定要受激发光，它只起到一个光能汇积的作用，
而估计最主要的是它的长度很长，导热、散热的能力就相对增加了很多？

那如果在细激光晶体的两端面加上粗长的散热物呢？
还可以把散热管绕成螺旋状，对它们进行风冷、水冷就容易了，
关键是晶体导热、散热的部位最好是选在端面上，这就基本不会有热透镜的问题了？
在晶体侧面散热的话，散热效果越好，则热透镜的散射效应越大？
因为晶体的内外温差越大的话，内胀外不胀，更易形成热透镜散射？

不过关键是看怎样能处理好几个问题了：
1、端面积有限，所以晶体与散热体最好是容为一体的，
2、可是中间还有个反射镜，所以可能只好把晶体的两个端面分别与两个圆桶状的散热体相连？
晶体端面与桶底紧密接触，这样就可以放心去对“桶”降温好了，不用担心热透镜的问题，
3、晶体出光端面看看要怎么处理才行？用大片的透明散热晶体？

我对实际情况不是很清楚，只供各位做个参考吧，

土豆 · 发表于 2003-6-26 23:44:00

或者把大块的激光晶体加工成“轱辘”状的？两头是大散热圆盘，中间是一根细轴？
这样连为一体，导热效果会好的多？
然后再考虑怎样对两个“大圆盘”散热就容易了？

而且中间的“细轴”也不要做的太细吧？稍微粗一点不行吗？对散热很有利呀，

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