Khảo sát chế độ đơn mode laser sợi quang công suất cao dùng trong máy cắt kim loại công nghiệp

Tóm tắt

Laser sợi quang công suất cao đã chứng minh được tiềm năng lớn trong các lĩnh vực công nghiệp, y học, hàng không vũ trụ, quốc phòng và nhiều lĩnh vực khác. Sử dụng chế độ đơn mode sợi quang có các ưu thế như chất lượng chùm tia tốt, công suất cao, độ ổn định và hiệu quả cao. Do vậy, laser sợi quang công suất cao chế độ đơn mode đang được ứng dụng trong việc chế tạo và gia công các chi tiết tinh vi. Sợi quang hoạt tính pha tạp đất hiếm ytterbium (Yb³⁺) được sử dụng làm môi trường khuếch đại chủ yếu và tạo ra những nguồn phát laser có công suất > 200 W hiện nay. Mục đích của bài báo này là mô phỏng phân bố cường độ mode LP sợi quang chế độ đơn mode, phân tích các thông số ảnh hưởng đến công suất đầu ra của laser sợi quang công suất cao như chiết suất, đường kính lõi, độ dài sợi quang, sơ đồ bơm, chất lượng chùm tia M2. Từ đó lựa chọn các đặc tính tối ưu cho sợi quang chế độ đơn mode trong ứng dụng máy laser cắt kim loại chuyên dụng.