ما هي تقنية الضخ الضوئي عالية الكفاءة بطول موجة 976 نانومتر؟
تُعدّ تقنية الضخ ثنائي الجانب عالية الكفاءة بطول موجي 976 نانومتر طريقةً لتوليد وتضخيم الإشارات الضوئية عن طريق إثارة وسط التضخيم بمصادر ضخ ليزرية متخصصة ذات طول موجي ثابت. ويكمن المبدأ الأساسي لهذه التقنية في استخدام باعثات ليزرية بطول موجي 976 نانومتر ونظام ضخ ثنائي الجانب لتعزيز الكفاءة الإجمالية لنظام الليزر، وزيادة القدرة الخارجة، وتحسين خصائص التشغيل.
مزايا تقنية الضخ عالية الكفاءة بطول موجي 976 نانومتر
تُزيل تقنية الضخ عند 976 نانومتر بفعالية المشكلات البصرية غير الخطية المتأصلة في حلول الضخ عند 915 نانومتر. معامل امتصاص ألياف التضخيم عند 976 نانومتر أعلى بمرتين إلى ثلاث مرات من معامل امتصاصها عند 915 نانومتر. يتطلب هذا الامتصاص المتزايد استخدام ألياف تضخيم أقصر، مما يُحقق العديد من المزايا التقنية، أهمها تقليل التأثيرات غير الخطية وخفض تكاليف المواد الخام لألياف التضخيم.
تُوفّر الكفاءة البصرية مزايا إضافية من حيث التكلفة: إذ تتمتع مصادر الضخ بطول موجي 976 نانومتر بكفاءة بصرية أعلى بنسبة 10% تقريبًا من مصادر الضخ بطول موجي 915 نانومتر. ولذلك، يُظهر نظام الضخ بطول موجي 976 نانومتر أقصى فعالية من حيث التكلفة في إنتاج ليزرات الألياف عالية الطاقة.
رائدة في تبني تكنولوجيا 976 نانومتر على نطاق صناعي واسع في الصين
منذ تأسيسها، تخصصت شركة GW Laser (Guanghui Laser) في تصنيع حلول الليزر عالية السطوع بتقنية الضخ ثنائي الاتجاه بطول موجي 976 نانومتر في الصين. وبفضل التطورات التقنية المتواصلة والتعاون مع الشركاء في جميع مراحل سلسلة التوريد، أنشأت الشركة خط إنتاج متسلسل واسع النطاق للمعدات التي تستخدم تقنية الضخ بطول موجي 976 نانومتر، لتصبح بذلك أول شركة في الصين تُطبّق الإنتاج الصناعي الضخم لهذه التقنية.
تُعد شركة GW أول شركة في الصين تتقن الإنتاج الضخم للمنتجات القائمة على تقنية الضخ 976 نانومتر، وهي شركة رائدة على المستوى الوطني في الإنتاج الضخم للمنتجات باستخدام هذا الحل.
تتميز معدات الشركة بكفاءة تحويل كهروضوئية تتجاوز 42%، بينما لا تتجاوز كفاءة المنافسين في هذا القطاع 25-30%. وهذا يُمكّن المستخدمين النهائيين من خفض تكاليف التشغيل بشكل ملحوظ؛ ومن بين الشركات المصنعة الصينية، تُعدّ شركة GW Laser الوحيدة التي تحقق كفاءة كهروضوئية تتجاوز 40%.
يتم تنفيذ ليزر أحادي الوضع بقوة 3000 واط مع تجويف رنان واحد مع مخرج ألياف بقطر 14 ميكرومتر، ومعامل جودة شعاع الليزر M² أقل من 1.1 - وهو الحد المادي الحالي لأجهزة الليزر الليفية الصناعية.
أصبحت أنظمة الليزر عالية الطاقة التي تصل قدرتها إلى نطاق الكيلوواط الأداة الرئيسية لقطع الصفائح المعدنية المتوسطة والسميكة بالليزر. ويوفر تشغيل أحد هذه الأنظمة أكثر من 100 ألف يوان سنوياً من تكاليف الكهرباء، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل للعميل.
إنجازات تقنية في تكنولوجيا الضخ عالية الكفاءة بطول موجي 976 نانومتر
بعد سنوات من البحث والتطوير، نجح متخصصو شركة GW Laser في تطبيق تقنية الضخ بطول موجي 976 نانومتر على نطاق صناعي كامل، وقاموا بتنفيذ مجموعة من التحسينات والحلول المبتكرة في المجالات التالية:
اختيار مصادر الضخ
بدأ تطور الشركة بإنشاء رقائق متخصصة بتردد 976 نانومتر: أعاد المهندسون تعريف وتخصيص مصادر الضخ بتردد 976 نانومتر، والتي تم تكييفها بالكامل مع ظروف الإنتاج الصناعي الضخم.
مشروع حساسية رقاقة التبريد المائي
شارك متخصصو الشركة في تصميم الركائز الحرارية ورقائق مصادر الضخ لتحسين تقنية التغليف أحادي الكتلة متعدد العناصر وتعزيز تبديد الحرارة. وفي الوقت نفسه، جرى ضبط نظام التبريد المائي المباشر، حيث تم اختيار معدلات التدفق المثلى وتركيبة سائل التبريد وغيرها من الخصائص لضمان استقرار جميع مؤشرات الأداء الرئيسية. وقد طورت شركة GW Laser حلاً مبتكراً لمشكلة تبريد مصادر الضخ بطول موجي 976 نانومتر، وحصلت على براءات اختراع لهذا الابتكار من مكاتب براءات الاختراع الوطنية والدولية.
التصميم الهيكلي والتحكم الحراري في الوصلات الملحومة
استنادًا إلى عمليات محاكاة حاسوبية متعددة للعمليات الحرارية واختبارات عملية، تم تطوير تصميم مبتكر لقنوات تبريد المياه وألواح التبريد التي تقضي على تأثير تقلبات درجة الحرارة في نظام التبريد على معلمات خرج الليزر.
نظراً لأن الألياف المضخمة تمتص إشعاع 976 نانومتر بكثافة عالية، تصبح كثافة الطاقة عند نقاط وصل الألياف عالية للغاية. وقد تغلبت تقنية التحكم الحراري الخاصة بشركة GW Laser على تحديات الحفاظ على التوازن الحراري عند مستويات الطاقة العالية جداً.
العلاج الإشعاعي المتبقي
تُعدّ معالجة الإشعاع المتبقي عمليةً تقنيةً بالغة الأهمية تضمن الاستقرار الحراري طويل الأمد للألياف عند تشغيلها في ظروف ضخّ بطول موجي 976 نانومتر. وتمنع طريقة معالجة الإشعاع المتبقي الخاصة بشركة GW Laser حدوث تلف ميكانيكي للمكونات البصرية، وتضمن التشغيل المستقر لأنظمة الليزر عالية الطاقة.
تحسين شامل للتصميم لتحسين خصائص خرج الليزر
من خلال التحسين الشامل لتصميم مذبذب الليزر، ونظام التحكم الحراري المتكامل، وضبط الخصائص الانعكاسية لشبكات الحيود، وغيرها من المعلمات، من الممكن قمع تأثير عدم استقرار النمط والظواهر البصرية غير الخطية، مما يضمن إخراج ليزر أحادي النمط مستقر وعالي الطاقة من تجويف رنان واحد.