5. Волоконные лазеры

В последние годы быстрое развитие получил новый вид ТТЛ - волоконные лазеры высокой мощности [8,59,84-94]. Активная среда этих лазеров представляет собой световод из стекла, допированного Yb (л=1080 нм) или Er+Yb (л=1565 нм). Диаметр световода o=20?50 мкм; он окружен двумя прозрачными (из стекла) оболочками - волноводом для излучения накачки, поступающего по всей внешней поверхности оболочки от диодных лазерных линеек через специально нанесенные структуры типа брэгговских решеток. Преимущества волоконных лазеров - высокое качество излучения из-за отсутствия линзового эффекта в активной среде при нагреве в процессе накачки; высокая (до 85%) энергетическая эффективность генерации; хороший теплосъем даже при воздушном охлаждении лазеров мультикиловаттного уровня мощности. Волоконные лазеры имеют высокую надежность и способность работать в любых условиях, в том числе в мобильных полевых системах, органически вписывающуюся волоконную доставку излучения к объекту воздействия, рекордно малые габариты, уникальный ресурс. По выходной мощности они приблизились к мощным СО₂-лазерам, а по полному кпд их превзошли. В волоконных лазерах автоматически решена проблема юстировки, оптический тракт не имеет воздушных промежутков, чувствительных к попаданию пыли и влаги. Волоконный лазер превосходит по параметрам и эксплуатационным свойствам аналоги на кристаллах.

6. Применение ттл

Лазеры этого класса за последние годы получили сильный импульс развития благодаря успехам полупроводниковой технологии, позволившей создать надежные лазерные диоды высокой мощности для накачки ТТЛ.

Применения твердотельных лазеров чрезвычайно разнообразны. В технологии (сварка, резка и т. д.) используются ТТЛ на основе рубина, неодимового стекла и Y₃Al₅O₁₂ (Nd³⁺) с мощностью генерации от десятков Вт до нескольких кВт.

1. ТТЛ со стержневой геометрией активной среды мрад. ТТЛ с диодной накачкой достигли мощности 8 кВт при оптическом качестве 12-25 мм кпд мрад для ТТЛ с ламповой накачкой, что позволило применить для транспортировки излучения оптоволокно диаметром 300мкм. Они применяются в операциях резки и сварки трехмерных изделий из листовой стали (в режиме непрерывной генерации), резки алюминиевых сплавов, и в операциях очистки поверхности (в режиме модуляции добротности).мрад, в сравнении с 3% и 25 мм"от розетки" до 10% при качестве излучения 12 мм

2. ТТЛ с дисковой геометрией мрад. Они получили применение в операциях сварки и резки нержавеющей стали, с подачей излучения по оптоволокну (o 150 мкм), включая применение в робототехнических системах для чистовой сварки трехмерных изделий.активной среды [19,59,83] генерируют излучение мощностью до 4 кВт при кпд "от розетки" до 20% и качестве излучения 7-8 мм

В медицине применяются главным образом ТТЛ на неодимовом стекле с энергией излучения 1000 Дж в режиме свободной генерации (терапия) и ТТЛ на Al₅O₁₂ (Nd³⁺) в непрерывном или периодическом режимах (хирургия). Этот же тип ТТЛ используется в оптической локации и связи. ТТЛ с частотой 10^-8 - 10^-12 с применяются в высокоскоростной фотографии, а одномодовые Т. л. в голографич. устройствах регистрации быстропротекающих процессов. Сверхмощные ТТЛ на стекле с Nd применяются для исследования термоядерной плазмы. Развитие методов формирования коротких и сверхкоротких импульсов привело к открытию нового класса оптических явлений, таких, как самофокусировка света, вынужденное рассеяние света, параметрическое преобразование частоты свет