ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାସମ୍ପନ୍ନ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ବୈଷୟିକ ବିକାଶ

ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାସମ୍ପନ୍ନ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ବୈଷୟିକ ବିକାଶ

ଏହାର ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ଫାଇବର ଲେଜର୍ଗଠନ

୧, ସ୍ପେସ୍ ଲାଇଟ୍ ପମ୍ପ ଗଠନ

ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପମ୍ପ ଆଉଟପୁଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିଲେ,ଲେଜର୍ଆଉଟପୁଟ୍, ଏହାର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି କମ୍, ଅଳ୍ପ ସମୟ ମଧ୍ୟରେ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତିକୁ ଶୀଘ୍ର ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ବଡ଼ କଷ୍ଟକର ପରିସ୍ଥିତି ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। 1999 ରେ, ଫାଇବର ଲେଜର ଗବେଷଣା ଏବଂ ବିକାଶ କ୍ଷେତ୍ରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ 10,000 ୱାଟ୍ ଭାଙ୍ଗିଥିଲା, ଫାଇବର ଲେଜରର ଗଠନ ମୁଖ୍ୟତଃ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଦ୍ୱିଦିଗୀୟ ପମ୍ପିଂର ବ୍ୟବହାର, ଏକ ରେଜୋନେଟର୍ ଗଠନ, ଫାଇବର ଲେଜରର ସ୍ଲୋପ୍ ଦକ୍ଷତାର ତଦନ୍ତ 58.3% ରେ ପହଞ୍ଚିଥିଲା।
ତଥାପି, ଯଦିଓ ଫାଇବର ଲେଜର ବିକାଶ ପାଇଁ ଫାଇବର ପମ୍ପ ଆଲୋକ ଏବଂ ଲେଜର ସଂଯୋଗ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ବ୍ୟବହାର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଫାଇବର ଲେଜରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ, କିନ୍ତୁ ସେହି ସମୟରେ ଜଟିଳତା ଅଛି, ଯାହା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଲେନ୍ସକୁ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପଥ ନିର୍ମାଣ କରିବା ପାଇଁ ଅନୁକୂଳ ନୁହେଁ, ଥରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପଥ ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଲେଜରକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରିବାକୁ ପଡିଲେ, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପଥକୁ ମଧ୍ୟ ପୁନଃ-ସଜଡ଼ାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପମ୍ପ ଗଠନ ଫାଇବର ଲେଜରର ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗକୁ ସୀମିତ କରେ।

୨, ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଓସିଲେଟର ଗଠନ ଏବଂ MOPA ଗଠନ

ଫାଇବର ଲେଜରର ବିକାଶ ସହିତ, କ୍ଲାଡିଂ ପାୱାର ଷ୍ଟ୍ରିପର୍ସ ଧୀରେ ଧୀରେ ଲେନ୍ସ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ବଦଳାଇଛି, ଫାଇବର ଲେଜରର ବିକାଶ ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକୁ ସରଳ କରିଛି ଏବଂ ପରୋକ୍ଷ ଭାବରେ ଫାଇବର ଲେଜରର ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିଛି। ଏହି ବିକାଶ ଧାରା ଫାଇବର ଲେଜରର ଧୀରେ ଧୀରେ ବ୍ୟବହାରିକତାର ପ୍ରତୀକ। ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଓସିଲେଟର ଗଠନ ଏବଂ MOPA ଗଠନ ହେଉଛି ବଜାରରେ ଫାଇବର ଲେଜରର ଦୁଇଟି ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ଗଠନ। ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଓସିଲେଟର ଗଠନ ହେଉଛି ଯେ ଗ୍ରେଟିଂ ଦୋଳନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଚୟନ କରେ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଚୟନିତ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟକୁ ବାହାର କରେ, ଯେତେବେଳେ MOPA ଗ୍ରେଟିଂ ଦ୍ୱାରା ଚୟନିତ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟକୁ ବୀଜ ଆଲୋକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରେ, ଏବଂ ବୀଜ ଆଲୋକ ପ୍ରଥମ-ସ୍ତରୀୟ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରର କାର୍ଯ୍ୟ ଅଧୀନରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ତେଣୁ ଫାଇବର ଲେଜରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ମଧ୍ୟ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣରେ ଉନ୍ନତ ହେବ। ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି, MPOA ଗଠନ ସହିତ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକୁ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଫାଇବର ଲେଜର ପାଇଁ ପସନ୍ଦିତ ଗଠନ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି। ତଥାପି, ପରବର୍ତ୍ତୀ ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଏହି ଗଠନରେ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଆଉଟପୁଟ୍ ଫାଇବର ଲେଜର ଭିତରେ ସ୍ଥାନିକ ବଣ୍ଟନର ଅସ୍ଥିରତାକୁ ନେଇଯିବା ସହଜ, ଏବଂ ଆଉଟପୁଟ୍ ଲେଜର ଉଜ୍ଜ୍ୱଳତା ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣରେ ପ୍ରଭାବିତ ହେବ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଆଉଟପୁଟ୍ ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ମଧ୍ୟ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ।

ପମ୍ପିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବିକାଶ ସହିତ

ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ytterbium-doped ଫାଇବର ଲେଜରର ପମ୍ପିଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସାଧାରଣତଃ 915nm କିମ୍ବା 975nm ହୋଇଥାଏ, କିନ୍ତୁ ଏହି ଦୁଇଟି ପମ୍ପିଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ହେଉଛି ytterbium ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ଅବଶୋଷଣ ଶିଖର, ତେଣୁ ଏହାକୁ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପମ୍ପିଂ କୁହାଯାଏ, କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କ୍ଷତି ଯୋଗୁଁ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପମ୍ପିଂ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇନାହିଁ। ଇନ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପମ୍ପିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ହେଉଛି ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପମ୍ପିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଏକ ବିସ୍ତାର, ଯେଉଁଥିରେ ପମ୍ପିଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଏବଂ ଟ୍ରାନ୍ସମିଟିଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ମଧ୍ୟରେ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସମାନ, ଏବଂ ଇନ-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପମ୍ପିଂର କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କ୍ଷତି ହାର ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପମ୍ପିଂ ଅପେକ୍ଷା ଛୋଟ।

ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାସମ୍ପନ୍ନ ଫାଇବର ଲେଜରପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିକାଶ ବାଧା

ଯଦିଓ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ସାମରିକ, ଚିକିତ୍ସା ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଶିଳ୍ପରେ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରୟୋଗ ମୂଲ୍ୟ ଅଛି, ଚୀନ୍ ପ୍ରାୟ 30 ବର୍ଷର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଗବେଷଣା ଏବଂ ବିକାଶ ମାଧ୍ୟମରେ ଫାଇବର ଲେଜରର ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିଛି, କିନ୍ତୁ ଯଦି ଆପଣ ଫାଇବର ଲେଜରଗୁଡ଼ିକୁ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ କରିପାରିବ ବୋଲି ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ବିଦ୍ୟମାନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଏବେ ବି ଅନେକ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଅଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଫାଇବର ଲେଜରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ଏକକ-ଫାଇବର ଏକକ-ମୋଡ୍ 36.6KW ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିପାରିବ କି ନାହିଁ; ଫାଇବର ଲେଜର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ଉପରେ ପମ୍ପିଂ ଶକ୍ତିର ପ୍ରଭାବ; ଫାଇବର ଲେଜରର ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ଉପରେ ଥର୍ମାଲ୍ ଲେନ୍ସ ପ୍ରଭାବର ପ୍ରଭାବ।

ଏହା ସହିତ, ଫାଇବର ଲେଜରର ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଆଉଟପୁଟ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ଗବେଷଣାରେ ଟ୍ରାନ୍ସଭର୍ସ ମୋଡ୍ ଏବଂ ଫୋଟନ୍ ଡାର୍କିଂ ପ୍ରଭାବର ସ୍ଥିରତା ମଧ୍ୟ ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ। ତଦନ୍ତ ମାଧ୍ୟମରେ, ଏହା ସ୍ପଷ୍ଟ ଯେ ଟ୍ରାନ୍ସଭର୍ସ ମୋଡ୍ ଅସ୍ଥିରତାର ପ୍ରଭାବ କାରକ ହେଉଛି ଫାଇବର ଗରମ, ଏବଂ ଫୋଟନ୍ ଡାର୍କିଂ ପ୍ରଭାବ ମୁଖ୍ୟତଃ ଏହା ବୁଝାଏ ଯେ ଯେତେବେଳେ ଫାଇବର ଲେଜର ନିରନ୍ତର ଶହ ଶହ ୱାଟ୍ କିମ୍ବା ଅନେକ କିଲୋୱାଟ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ କରେ, ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ଦ୍ରୁତ ହ୍ରାସ ପ୍ରବୃତ୍ତି ଦେଖାଇବ, ଏବଂ ଫାଇବର ଲେଜରର ନିରନ୍ତର ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଆଉଟପୁଟ୍ ଉପରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସୀମା ରହିଛି।

ଯଦିଓ ଫୋଟନ୍ ଗାଢ଼ ହେବାର ପ୍ରଭାବର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କାରଣଗୁଡ଼ିକ ବର୍ତ୍ତମାନ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଇ ନାହିଁ, ଅଧିକାଂଶ ଲୋକ ବିଶ୍ୱାସ କରନ୍ତି ଯେ ଅମ୍ଳଜାନ ତ୍ରୁଟି କେନ୍ଦ୍ର ଏବଂ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅବଶୋଷଣ ଫୋଟନ୍ ଗାଢ଼ ହେବାର ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଏହି ଦୁଇଟି କାରଣ ଉପରେ, ଫୋଟନ୍ ଗାଢ଼ ହେବାର ପ୍ରଭାବକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଉପାୟଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରସ୍ତାବିତ। ଯେପରିକି ଆଲୁମିନିୟମ୍, ଫସଫରସ୍, ଇତ୍ୟାଦି, ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅବଶୋଷଣକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ, ଏବଂ ତା'ପରେ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ଡ୍ ସକ୍ରିୟ ଫାଇବରକୁ ପରୀକ୍ଷା ଏବଂ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମାନଦଣ୍ଡ ହେଉଛି କିଛି ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ 3KW ପାୱାର ଆଉଟପୁଟ୍ ବଜାୟ ରଖିବା ଏବଂ 100 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ 1KW ପାୱାର ସ୍ଥିର ଆଉଟପୁଟ୍ ବଜାୟ ରଖିବା।