BWT heeft de theorie van de dichte ruimtelijke opstelling (DSBC) voorgesteld en de juistheid van DSBC geverifieerd door het experiment van een pompbron op kilowattniveau.Op dit moment is het vermogen van een enkele buis verhoogd tot 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad en is de elektro-optische efficiëntie >60%, waardoor de krachtige pompbron in combinatie met de vezeluitvoer een hoge helderheidsoutput terwijl het volume wordt verminderd. Het is mogelijk om het gewicht te verminderen en de elektro-optische conversie-efficiëntie te verbeteren.

Met behulp van de huidige chip heeft BWT respectievelijk een pompbron gerealiseerd met een kerndiameter van 135 μm NA0.22 vezelgekoppelde uitvoer 420 W golflengte vergrendeld op 976 nm, kwaliteit ≈ 500 g;en een kerndiameter van 220μm NA0.22 vezelgekoppelde output 1000W enkele golflengte 976nm (of 915nm), kwaliteit ≈ 400g pompbron.

In de toekomst, met de verbetering van de helderheid van de halfgeleiderchip en de elektro-optische efficiëntie, zullen lichtgewicht en krachtige pompbronnen een onvervangbare rol spelen bij de vervaardiging van high-power vezellaserlichtbronnen met een klein volume, en actief de ontwikkeling bevorderen van industriële toepassingen.

Invoering
Vezellasers zijn snel gegroeid vanwege hun uitstekende straalkwaliteit en flexibele vermogensuitbreidingsmogelijkheden (fiber combiners).In de afgelopen jaren zijn single-mode single-fiber fiberlasers beperkt door TMI (transverse mode instability) en SRS-effecten, en het vermogen van halfgeleider direct pompende fiberlaseroscillatoren is beperkt tot 5kW
[1].Ook de laserversterker stopt bij 10kW
[2].Hoewel het uitgangsvermogen kan worden verhoogd door de kerndiameter op passende wijze te vergroten, neemt ook de kwaliteit van de uitgangsbundel met -1 af.Desalniettemin is de vraag naar verbetering van de helderheid van halfgeleiderpompbronnen nog steeds urgent.
De vereisten voor straalkwaliteit in industriële verwerkingstoepassingen zijn niet noodzakelijkerwijs single-mode.Om de kracht van single-fiber te vergroten, zijn enkele low-order modi toegestaan.Tot nu toe weinig-mode single-fiber en bundel-gecombineerde multi-mode laserlichtbronnen gebaseerd op 976nm pompen van meer dan 5kW Met batchtoepassingen (voornamelijk snijden en lassen van metalen materialen), de productie van overeenkomstige krachtige pompbronnen is ook batchgeschaald.
Kleiner, lichter en stabieler
De relatie tussen de halfgeleiderchip BPP en de helderheid van de pompbron
Drie jaar geleden was de helderheid van 9xxnm-chips meestal op het niveau van 3W/mm*mrad@12W-100μm stripbreedte en 2W/mm*mrad@18W-200μm stripbreedte.Op basis van dergelijke chips behaalt BWT 600W en 1000W 200μm NA0.22 fiber-gekoppelde output-1.
Op dit moment heeft de helderheid van 9xxnm-chips een stripbreedte van 3,75 W/mm*mrad@15W-100μm en een stripbreedte van 3W/mm*mrad@30W-230μm bereikt, en de elektro-optische efficiëntie wordt in principe op ongeveer 60% gehouden.
Volgens de theorie van dichte ruimtelijke rangschikking [6], wordt deze berekend volgens de gemiddelde vezelkoppelingsefficiëntie van 78% (laseremissie van de chip naar vezelkoppelingsoutput: ruimtelijke bundelcombinatie met één golflengte en polarisatiebundelcombinatie zonder VBG), en er wordt aangenomen dat de chip op het hoogste vermogen werkt (de chip BPP is anders bij verschillende stromen), we hebben als volgt een gegevenskaart samengesteld:

* Chiphelderheid VS Verschillende kerndiameter Vezelkoppeling Uitgangsvermogen

Uit de bovenstaande afbeelding kan worden afgeleid dat wanneer een bepaalde vezel (kerndiameter en NA vast is) een specifieke vermogenskoppelingsoutput bereikt, voor chips met verschillende helderheid, het aantal chips anders is en het volume en het gewicht van de pompbron zijn ook anders.Voor de pompvereisten van de fiberlaser, als de pompbron gemaakt van de bovenstaande chips met verschillende helderheid wordt geselecteerd, zijn het gewicht en het volume van de fiberlaser met hetzelfde vermogen compleet anders en is de configuratie van het waterkoelsysteem ook nogal anders.
Hoog rendement, klein formaat en lichtgewicht zijn de onvermijdelijke trends in de ontwikkeling van toekomstige laserlichtbronnen (of het nu gaat om diodelasers, solid-state lasers of fiberlasers), en de helderheid, efficiëntie en kracht van halfgeleiderchips spelen daarin een doorslaggevende rol .
Lichtgewicht, hoge helderheid, krachtige pompbron
Om ons aan te passen aan de vezelcombiner, hebben we gemeenschappelijke vezelspecificaties geselecteerd: 135μm NA0.22 en 220μm NA0.22.Het optische ontwerp van de twee pompbronnen maakt gebruik van een dichte ruimtelijke opstelling en combinatie van polarisatiebundels.
Onder hen gebruikt de 420WLD 3,75W/mm*mrad@15W-chip en 135μm NA0.22-vezel, en heeft VBG-golflengtevergrendeling, die voldoet aan de vereisten van 30-100% vermogensgolfvergrendeling, en de elektro-optische efficiëntie is 41% .De LD-behuizing is gemaakt van aluminiumlegering en heeft een sandwichstructuur [5].De bovenste en onderste chips delen het waterkoelkanaal, wat het ruimtegebruik verbetert.De opstelling van de lichtvlek, het spectrum en het uitgangsvermogen (vermogen in de vezel) worden weergegeven in de afbeelding:

*420W@135μm NA0.22 LD

We hebben 6 LD's geselecteerd voor schok- en trillingstests bij hoge en lage temperaturen.De testgegevens zijn als volgt: