ໂມດູນເລເຊີຮັບໄຟຟ້າແບບສູບຂ້າງ: ເຄື່ອງຈັກຫຼັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີພະລັງງານສູງ

ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າຢ່າງວ່ອງໄວຂອງເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ, ໂມດູນ Side-Pumped Laser Gain ໄດ້ກາຍເປັນອົງປະກອບຫຼັກໃນລະບົບເລເຊີພະລັງງານສູງ, ຂັບເຄື່ອນນະວັດຕະກໍາໃນທົ່ວການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ, ອຸປະກອນການແພດ, ແລະການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ. ບົດຄວາມນີ້ຄົ້ນຄວ້າຫຼັກການດ້ານວິຊາການ, ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ, ແລະສະຖານະການນໍາໃຊ້ເພື່ອເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄຸນຄ່າແລະທ່າແຮງຂອງມັນ.

I. ໂມດູນເລເຊີຮັບແສງແບບສູບຂ້າງແມ່ນຫຍັງ?

ໂມດູນເພີ່ມກຳລັງເລເຊີແບບສູບຂ້າງແມ່ນອຸປະກອນທີ່ປ່ຽນພະລັງງານເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳໄປເປັນຜົນຜະລິດເລເຊີພະລັງງານສູງຢ່າງມີປະສິດທິພາບຜ່ານການຕັ້ງຄ່າການສູບຂ້າງ. ອົງປະກອບຫຼັກຂອງມັນປະກອບມີຕົວກາງເພີ່ມກຳລັງ (ເຊັ່ນ Nd:YAG ຫຼື Nd:YVO)₄ໄປເຊຍກັນ), ແຫຼ່ງປໍ້າເຄິ່ງຕົວນຳ, ໂຄງສ້າງການຈັດການຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ຊ່ອງສະທ້ອນແສງ. ບໍ່ເຫມືອນກັບເຕັກໂນໂລຊີທີ່ປໍ້າປາຍແບບດັ້ງເດີມ ຫຼື ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ປໍ້າໄຟຟ້າໂດຍກົງ, ການປໍ້າຂ້າງຈະກະຕຸ້ນຕົວກາງເພີ່ມຄວາມຖີ່ໃຫ້ມີຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີກັນຫຼາຍຂຶ້ນຈາກຫຼາຍທິດທາງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມພະລັງງານຜົນຜະລິດ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງເລເຊີໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

II. ຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງດ້ານເຕັກນິກ: ເປັນຫຍັງຈຶ່ງຕ້ອງເລືອກໂມດູນ Gain ທີ່ສູບນ້ຳຂ້າງ?

1. ຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງທີ່ດີເລີດ

ໂຄງສ້າງການສູບນ້ຳດ້ານຂ້າງຈະສີດພະລັງງານຢ່າງເທົ່າທຽມກັນຈາກອາເຣເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳຫຼາຍອັນເຂົ້າໄປໃນຜລຶກ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງການສະທ້ອນຄວາມຮ້ອນທີ່ເຫັນໃນການສູບນ້ຳສຸດທ້າຍ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ຜົນຜະລິດພະລັງງານລະດັບກິໂລວັດໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງທີ່ດີກວ່າ (M² ປັດໄຈ < 20), ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສຳລັບການຕັດ ແລະ ການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ.

2. ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ

ໂມດູນປະສົມປະສານລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນແບບໄມໂຄຣຊ່ອງທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ເຊິ່ງກະຈາຍຄວາມຮ້ອນອອກຈາກຕົວກາງທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາ. ສິ່ງນີ້ຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ໝັ້ນຄົງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດສູງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຂະຫຍາຍເລເຊີ'ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງມັນສາມາດໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍສິບພັນຊົ່ວໂມງ.

3. ການອອກແບບທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ ແລະ ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ

ໂມດູນຮອງຮັບການຊ້ອນກັນຫຼາຍໂມດູນ ຫຼື ການຕັ້ງຄ່າແບບຂະໜານ, ເຊິ່ງສາມາດບັນລຸການຍົກລະດັບພະລັງງານຈາກຫຼາຍຮ້ອຍວັດເປັນຫຼາຍສິບກິໂລວັດໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ. ມັນຍັງເຂົ້າກັນໄດ້ກັບໂໝດຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງ (CW), ຄື້ນຄື່ນຕໍ່ເນື່ອງ (QCW), ແລະ ໂໝດກະພິບ, ເຊິ່ງປັບຕົວເຂົ້າກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ.

4. ປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ

ເມື່ອປຽບທຽບກັບເລເຊີເສັ້ນໄຍ ຫຼື ເລເຊີແຜ່ນ, ໂມດູນເກຍທີ່ສູບຂ້າງສະເໜີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດທີ່ຕ່ຳກວ່າ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາທີ່ງ່າຍດາຍ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເປັນທາງອອກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແລະ ປະຫຍັດຕົ້ນທຶນທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການນຳໃຊ້ເລເຊີອຸດສາຫະກຳ.

III. ສະຖານະການການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນ

1. ການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ

- ການປຸງແຕ່ງໂລຫະ: ໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳລົດຍົນ ແລະ ການບິນອະວະກາດ ສຳລັບການຕັດແຜ່ນໜາ ແລະ ການເຊື່ອມໂລຫະແບບເຈາະເລິກ.

- ຂະແໜງພະລັງງານໃໝ່: ເໝາະສຳລັບການເຊື່ອມແຖບແບັດເຕີຣີລິທຽມ ແລະ ການຂີດແຜ່ນຊິລິໂຄນແສງ.

- ການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມ: ນຳໃຊ້ໃນການເຄືອບດ້ວຍເລເຊີພະລັງງານສູງ ແລະ ການພິມ 3D.

2. ອຸປະກອນການແພດ ແລະ ຄວາມງາມ

- ການຜ່າຕັດດ້ວຍເລເຊີ: ໃຊ້ໃນການວິນິດໄສທາງເດີນປັດສະວະ (ການຫົດຢາດ້ວຍຫີນ) ແລະ ພະຍາດຕາ.

- ການປິ່ນປົວດ້ວຍຄວາມງາມ: ໃຊ້ໃນການກຳຈັດເມັດສີ ແລະ ສ້ອມແປງຮອຍແປ້ວໂດຍໃຊ້ເລເຊີແບບກະພິບ.

3. ການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ ແລະ ການປ້ອງກັນປະເທດ

- ການຄົ້ນຄວ້າທາງດ້ານທັດສະນະສາດທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນ: ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມສຳລັບ Optical Parametric Oscillators (OPOs).

- ເລເຊີເຣດາ (LiDAR): ສະໜອງແຫຼ່ງກຳເນີດແສງທີ່ມີພະລັງງານສູງ ສຳລັບການກວດຈັບບັນຍາກາດ ແລະ ການຖ່າຍພາບທາງໄກ.

IV. ແນວໂນ້ມເຕັກໂນໂລຊີໃນອະນາຄົດ

1. ການເຊື່ອມໂຍງອັດສະລິຍະ: ການລວມເອົາອັລກໍຣິທຶມ AI ສຳລັບການຕິດຕາມອຸນຫະພູມຂອງປັ໊ມ ແລະ ພະລັງງານຜົນຜະລິດແບບເວລາຈິງ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ຕາມໃຈມັກ.

2. ການຂະຫຍາຍຕົວໄປສູ່ເລເຊີທີ່ມີຄວາມໄວສູງສູງສຸດ: ການພັດທະນາໂມດູນເລເຊີແບບ picosecond/femtosecond ຜ່ານເທັກໂນໂລຢີການລັອກໂໝດເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານການເຄື່ອງຈັກຂະໜາດນ້ອຍທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ.

3. ການອອກແບບທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ປະຫຍັດພະລັງງານ: ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການປ່ຽນແສງໄຟຟ້າ (ປະຈຸບັນເກີນ 40%) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນ.

5. ສະຫຼຸບ

ດ້ວຍຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືສູງ, ສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້, ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ໂມດູນ Side-Pumped Laser Gain ກຳລັງປັບປຸງພູມສັນຖານຂອງການນຳໃຊ້ເລເຊີພະລັງງານສູງ. ບໍ່ວ່າຈະເປັນການຂັບເຄື່ອນການຜະລິດທີ່ສະຫຼາດຂອງອຸດສາຫະກຳ 4.0 ຫຼື ການກ້າວໜ້າໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດທີ່ທັນສະໄໝ, ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ໄດ້ພິສູດໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນສິ່ງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນການຊຸກຍູ້ຂອບເຂດຂອງເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ.