Лазеры на основе активированных волокон. Доклад проф.И.В.Мочалова - презентация

1 Д.ф.-м.н., профессор И.В.Мочалов Национальный Исследовательский Санкт-Петербургский государственный Университет Информационных Технологий, Механики и Оптики (НИУ ИТМО) Факультет фотоники и оптоинформатики Кафедра оптоинформационных технологий и материалов

2 Немного истории Первый волоконный лазер был продемонстрирован в 1961 году Элиас Сницер ( )

3 Динамика развития мирового рынка лазеров

4 Типы лазеров используемых на мировом рынке технологий

5 Динамика роста мощности волоконных лазеров

6 Волоконный лазер представляет собой лазерную установку, в которой активной средой лазера является оптическое волокно, активированное редкоземельными элементами

7 Название иона Рабочий диапазон Матрица Оксиднаяфторидная Tm , 480, Pr , , , , , , , Название иона Рабочий диапазон Матрица Оксиднаяфторидная Ho , 753, ? Er , 850, Sm Nd , , Yb

8 Длины волн непрерывных волоконных лазеров на основе активированных волокон Активированные волокна на основе силикатного стекла Активированные волокна на основе фосфатного стекла

9 Варианты конструкции волоконных лазеров: ВЛ с боковой многомодовой накачкой

10 Конструкция волоконных лазеров с накачкой одномодовым лазером:

11 Конструкция волоконных лазеров с накачкой многомодовым лазером:

12 Конструкция волоконных лазеров с многопортовой накачкой:

13 Конструкция волоконных лазеров с задающим генератором и усилителем

14 Технология легирования волокна в ходе MCVD- процесса.

15 Процесс активации кварцевой пористой заготовки аэрозолями и парами редкоземельных элементов Процесс активации кварцевой пористой заготовки парами редкоземельных элементов

16 Процесс активации парами редкоземельных элементов путем диффузии в процессе обжига

17 Преимущества: Не требуют специального обслуживания. Нет необходимости настраивать источник света под оптику камеры Нет необходимости в оптимизации лазерного источника света Нет необходимости вручную выбирать диодные источники света в границах узкого рабочего окна в надежде оптимизировать технические характеристик.

18 Преимущества: Волоконные лазеры могут работать в более суровых окружающих условиях, чем традиционные лазеры. Малые габариты Воздушное охлаждение, теплоотведение Высокое оптическое кпд (до 70-80%) Идеальный одномодовый лазерный пучок с весьма равномерным распределением мощности

19 Форма пучка разных лазерных источников: а волоконные лазеры, одномодовый режим; б Nd:YAG-лазеры, многомодовый режим; в излучение лазерных диодов

20

21 В телекоммуникациях:

22 В медицине: В качестве скальпеля В стоматологии ( для удаления кариеса и т.д.) В косметологии Освещение барокамер Фиброскопы

23 В промышленности: Резка металлов Лазерная сварка Лазерная доводка полупроводниковых чипов Лазерная маркировка и обработка поверхностей. Системы скоростной лазерной печати и изготовление матриц для высококачественной полиграфии

24 Перспективное применение: Бурение нефтяных и газовых скважин Мощные мобильные лазерные установки автомобильного и авиационного базирования Лазерная томография Лазерные системы безопасности на транспорте. Лазерная пушка мощностью 100 КВт от Northrop Grumman Corp

25 Волокна, активированные редкоземельными ионами, также могут применятся в качестве усилителей как в оптических телекоммуникационных системах, так в лазерных установках.