Ytterbium ফাইবার লেজার: ডিভাইস, অপারেটিং নীতি, শক্তি, উত্পাদন, অ্যাপ্লিকেশন। ফাইবার লেজার খোদাইকারী একটি ফাইবার লেজার কি?

ধাতুগুলির লেজার কাটার সমস্যা অধ্যয়ন অবশ্যই লেজার অপারেশনের শারীরিক নীতিগুলি বিবেচনা করে শুরু করতে হবে। যেহেতু আরও কাজটিতে পাতলা-শীট উপকরণগুলির লেজার কাটিংয়ের নির্ভুলতার সমস্ত অধ্যয়ন একটি লেজার কমপ্লেক্সে একটি ytterbium ফাইবার লেজার ব্যবহার করে করা হবে, আমরা ফাইবার লেজারগুলির নকশা বিবেচনা করব।

লেজার হল এমন একটি যন্ত্র যা পাম্পের শক্তিকে (আলো, বৈদ্যুতিক, তাপীয়, রাসায়নিক, ইত্যাদি) একটি সুসংগত, একরঙা, পোলারাইজড এবং অত্যন্ত লক্ষ্যযুক্ত বিকিরণ প্রবাহের শক্তিতে রূপান্তর করে।

1980 এর দশকে ফাইবার লেজারগুলি তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি উন্নত হয়েছিল। বর্তমানে, 20 কিলোওয়াট পর্যন্ত শক্তি সহ ফাইবার প্রযুক্তিগত লেজারের মডেলগুলি পরিচিত। তাদের বর্ণালী গঠন 1 থেকে 2 μm পর্যন্ত। এই ধরনের লেজারের ব্যবহার বিকিরণের বিভিন্ন অস্থায়ী বৈশিষ্ট্য প্রদান করা সম্ভব করে তোলে।

সাম্প্রতিককালে, ফাইবার লেজারগুলি লেজার প্রযুক্তির প্রয়োগের ক্ষেত্রে প্রথাগত লেজারগুলিকে সক্রিয়ভাবে প্রতিস্থাপন করছে, উদাহরণস্বরূপ, লেজার কাটিং এবং ধাতুর ঢালাই, চিহ্নিতকরণ এবং পৃষ্ঠের চিকিত্সা, মুদ্রণ এবং উচ্চ-গতির লেজার প্রিন্টিং। এগুলি লেজার রেঞ্জফাইন্ডার এবং ত্রিমাত্রিক লোকেটার, টেলিকমিউনিকেশন সরঞ্জাম, চিকিৎসা ইনস্টলেশন ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।

ফাইবার লেজারগুলির প্রধান প্রকারগুলি হল অবিচ্ছিন্ন তরঙ্গ একক-মোড লেজার, যার মধ্যে একক-পোলারাইজেশন এবং একক-ফ্রিকোয়েন্সি লেজার রয়েছে; স্পন্দিত ফাইবার লেজারগুলি Q-সুইচিং, মোড-লকিং এবং র্যান্ডম মডুলেশন মোডে কাজ করে; টিউনযোগ্য ফাইবার লেজার; সুপারলুমিনেসেন্ট ফাইবার লেজার; উচ্চ ক্ষমতা ক্রমাগত মাল্টিমোড ফাইবার লেজার.

লেজারের অপারেটিং নীতিটি একটি দীর্ঘ ফাইবারের মাধ্যমে ফটোডিওড থেকে আলো প্রেরণের উপর ভিত্তি করে। একটি ফাইবার লেজারে একটি পাম্প মডিউল (সাধারণত ব্রডব্যান্ড এলইডি বা লেজার ডায়োড), একটি হালকা নির্দেশিকা যেখানে লেসিং ঘটে এবং একটি অনুরণন যন্ত্র থাকে। হালকা গাইডে একটি সক্রিয় পদার্থ রয়েছে (ডোপড অপটিক্যাল ফাইবার - একটি ক্ল্যাডিং ছাড়াই একটি কোর, প্রচলিত অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের বিপরীতে) এবং পাম্প ওয়েভগাইড। রেজোনেটরের নকশা সাধারণত প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়, তবে সবচেয়ে সাধারণ শ্রেণীগুলিকে আলাদা করা যেতে পারে: ফ্যাব্রি-পেরোট টাইপ রেজোনেটর এবং রিং রেজোনেটর। শিল্প প্রতিষ্ঠানে, আউটপুট শক্তি বাড়ানোর জন্য অনেকগুলি লেজার কখনও কখনও একটি ইনস্টলেশনে একত্রিত করা হয়। চিত্রে। চিত্র 1.2 একটি ফাইবার লেজার ডিভাইসের একটি সরলীকৃত চিত্র দেখায়।

ভাত। 1.2। সাধারণ ফাইবার লেজার সার্কিট।

1 - সক্রিয় ফাইবার; 2 - ব্র্যাগ আয়না; 3 - পাম্পিং ব্লক।

সক্রিয় অপটিক্যাল ফাইবারের প্রধান উপাদান হল কোয়ার্টজ। কোয়ার্টজের উচ্চ স্বচ্ছতা পরমাণুর শক্তি স্তরের সম্পৃক্ত অবস্থা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়। ডোপিং দ্বারা প্রবর্তিত অমেধ্য কোয়ার্টজকে একটি শোষণকারী মাধ্যমে রূপান্তরিত করে। পাম্প বিকিরণ শক্তি নির্বাচন করে, এই ধরনের পরিবেশে শক্তি স্তরের জনসংখ্যার একটি বিপরীত অবস্থা তৈরি করা সম্ভব (অর্থাৎ, উচ্চ-শক্তির স্তরগুলি স্থল স্তরের চেয়ে বেশি পূর্ণ হবে)। রেজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সি (টেলিকমিউনিকেশনের জন্য ইনফ্রারেড রেঞ্জ) এবং কম থ্রেশহোল্ড পাম্প পাওয়ারের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে, একটি নিয়ম হিসাবে, ল্যান্থানাইড গ্রুপের বিরল আর্থ উপাদানগুলির সাথে ডোপিং করা হয়। একটি সাধারণ ধরনের তন্তু হল এর্বিয়াম, লেজার এবং অ্যামপ্লিফায়ার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়, যার অপারেটিং রেঞ্জ তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1530-1565 এনএম এর মধ্যে থাকে। মেটাস্টেবল স্তরের উপস্তর থেকে প্রধান স্তরে রূপান্তরের বিভিন্ন সম্ভাবনার কারণে, অপারেটিং পরিসরের বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য প্রজন্ম বা পরিবর্ধনের দক্ষতা ভিন্ন হয়। বিরল আর্থ আয়নগুলির সাথে ডোপিংয়ের মাত্রা সাধারণত সক্রিয় ফাইবার তৈরির দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে। কয়েক দশ মিটার পর্যন্ত সীমার মধ্যে এটি দশ থেকে হাজার পিপিএম পর্যন্ত হতে পারে এবং কিলোমিটার দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রে - 1 পিপিএম বা তার কম।

ব্র্যাগ মিরর - একটি বিতরণ করা ব্র্যাগ প্রতিফলক - একটি স্তরযুক্ত কাঠামো যেখানে উপাদানের প্রতিসরাঙ্ক সূচকটি পর্যায়ক্রমে একটি স্থানিক দিক (স্তরের সাথে লম্ব) পরিবর্তিত হয়।

অপটিক্যাল ওয়েভগাইড পাম্প করার জন্য বিভিন্ন ডিজাইন রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ হল বিশুদ্ধ ফাইবার ডিজাইন। একটি বিকল্প হল সক্রিয় ফাইবারকে বেশ কয়েকটি খাপের ভিতরে রাখা, যার বাইরেরটি প্রতিরক্ষামূলক (তথাকথিত ডাবল-কোটেড ফাইবার)। প্রথম শেলটি কয়েকশ মাইক্রোমিটার ব্যাস সহ বিশুদ্ধ কোয়ার্টজ দিয়ে তৈরি, এবং দ্বিতীয়টি একটি পলিমার উপাদান দিয়ে তৈরি, যার প্রতিসরাঙ্ক সূচকটি কোয়ার্টজের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম হওয়ার জন্য নির্বাচিত হয়েছে। এইভাবে, প্রথম এবং দ্বিতীয় ক্ল্যাডিংগুলি একটি বড় ক্রস-সেকশন এবং সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার সহ একটি মাল্টিমোড ওয়েভগাইড তৈরি করে যার মধ্যে পাম্প বিকিরণ চালু হয়। চিত্রে। চিত্র 1.3 একটি ডবল-কোটেড ফাইবারের উপর ভিত্তি করে একটি লেজারের পাম্পিং ডায়াগ্রাম দেখায়।

ভাত। 1.3। একটি ডবল লেপা ফাইবারের উপর ভিত্তি করে একটি লেজারের জন্য পাম্পিং সার্কিট।

ফাইবার লেজারের সুবিধার মধ্যে ঐতিহ্যগতভাবে অনুরণনকারী এলাকাটির আয়তনের একটি উল্লেখযোগ্য অনুপাত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা উচ্চ-মানের শীতলতা, সিলিকনের তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং একই ধরণের শক্তি এবং গুণমানের প্রয়োজনীয়তাগুলিতে ছোট আকারের ডিভাইসগুলি নিশ্চিত করে। একটি লেজার রশ্মি, একটি নিয়ম হিসাবে, প্রযুক্তিতে পরবর্তী ব্যবহারের জন্য একটি অপটিক্যাল ফাইবারে ঢোকানো আবশ্যক। অন্যান্য ডিজাইনের লেজারগুলির জন্য, এর জন্য বিশেষ অপটিক্যাল কোলিমেশন সিস্টেম প্রয়োজন এবং ডিভাইসগুলিকে কম্পনের প্রতি সংবেদনশীল করে তোলে। ফাইবার লেজারে, বিকিরণ সরাসরি ফাইবারে উত্পন্ন হয় এবং এতে উচ্চ অপটিক্যাল গুণমান রয়েছে। এই ধরনের লেজারের অসুবিধাগুলি হল ফাইবারে উচ্চ বিকিরণের ঘনত্বের কারণে এবং সক্রিয় পদার্থের ছোট আয়তনের কারণে নাড়ি প্রতি তুলনামূলকভাবে কম আউটপুট শক্তির কারণে অরৈখিক প্রভাবের ঝুঁকি।

ফাইবার লেজারগুলি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সলিড-স্টেট লেজারগুলির থেকে নিকৃষ্ট যেখানে উচ্চ মেরুকরণের স্থিতিশীলতার প্রয়োজন হয় এবং বিভিন্ন কারণে মেরুকরণ-রক্ষণাবেক্ষণকারী ফাইবার ব্যবহার করা কঠিন। সলিড-স্টেট লেজারগুলি 0.7-1.0 মাইক্রনের বর্ণালী পরিসরে ফাইবার লেজার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে না। ফাইবারগুলির তুলনায় তাদের পালস আউটপুট শক্তি বাড়ানোর জন্য আরও বেশি সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, ফাইবার লেজারগুলি তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ভাল কাজ করে যেখানে অন্যান্য লেজার ডিজাইনের জন্য যথেষ্ট ভাল সক্রিয় মিডিয়া বা মিরর নেই এবং কিছু লেজার ডিজাইন যেমন আপ-কনভার্সনকে আরও সহজে প্রয়োগ করার অনুমতি দেয়।

ফাইবার লেজারে ব্যবহারের জন্য একক-মোড অপটিক্যাল ফাইবার অপ্টিমাইজ করার মাধ্যমে, 4.3 কিলোওয়াটের একটি উচ্চ মাপযোগ্য আউটপুট শক্তি অর্জন করা হয়েছে, এবং আল্ট্রাফাস্ট লেজার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও গবেষণার দিকনির্দেশ চিহ্নিত করা হয়েছে।

লেজার প্রযুক্তির বিকাশের অন্যতম প্রধান সমস্যা হল ফাইবার লেজারের শক্তি বৃদ্ধি, যা ইতিমধ্যে উচ্চ-শক্তি CO 2 লেজারগুলির পাশাপাশি ভলিউমেট্রিক সলিড-স্টেট লেজারগুলি থেকে বাজারের শেয়ার "জিতেছে"৷ বর্তমানে, বড় ফাইবার লেজার নির্মাতারা ভবিষ্যতে আরও বাজার জয়ের কথা বিবেচনা করে নতুন অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিকাশের দিকে গভীর মনোযোগ দিচ্ছে। বাজারে উচ্চ-পাওয়ার লেজারগুলির মধ্যে, একক-মোড সিস্টেমগুলির বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা সেগুলিকে সবচেয়ে বেশি চাওয়া-পাওয়া করে - তাদের উজ্জ্বলতা সর্বাধিক এবং কয়েকটি মাইক্রনে ফোকাস করা যেতে পারে, যা এগুলিকে আরও উপযুক্ত করে তোলে যোগাযোগ উপাদান প্রক্রিয়াকরণ। এই ধরনের সিস্টেমের উত্পাদন বেশ জটিল। আইপিজি ফোটোনিক্স (অক্সফোর্ড, এমএ) একটি 10 ​​কিলোওয়াট একক-মোড সিস্টেমের বিকাশের প্রস্তাব করেছে, কিন্তু বিমের বৈশিষ্ট্যগুলির তথ্য উপলব্ধ নেই এবং ডেটা, বিশেষ করে, একক-মোড সংকেতের পাশাপাশি বিদ্যমান যেকোন সম্ভাব্য মাল্টিমোড উপাদানগুলির বিষয়ে সরবরাহ করা হয় না। .

ফ্রেডরিখ শিলার ইউনিভার্সিটি এবং ফ্রাউনহোফার ইনস্টিটিউট ফর অ্যাপ্লাইড অপটিক্স অ্যান্ড প্রিসিশন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জার্মান বিজ্ঞানীরা, জার্মান সরকারের আর্থিক সহায়তায় এবং TRUMPF, অ্যাক্টিভ ফাইবার সিস্টেমস, জেনোপটিক, ফটোনিক প্রযুক্তির জন্য লাইবনিজ ইনস্টিটিউটের সহযোগিতায়, স্কেলিং সমস্যাগুলি বিশ্লেষণ করেছেন। এই ধরনের লেজার এবং শক্তির সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে নতুন ফাইবার তৈরি করেছে। দলটি সফলভাবে একটি 4.3 কিলোওয়াট একক-মোড আউটপুট প্রদর্শন করে, যেখানে ফাইবার লেজারের আউটপুট শক্তি শুধুমাত্র পাম্প সংকেত শক্তি দ্বারা সীমাবদ্ধ ছিল।

একক-মোড ফাইবার লেজারের বিকিরণ শক্তি সীমিত করার কারণগুলি

যত্নশীল অধ্যয়নের প্রয়োজন হয় এমন প্রধান কাজগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত: ক) উন্নত পাম্পিং; খ) কম অপটিক্যাল লস সহ সক্রিয় ফাইবারের বিকাশ, শুধুমাত্র একক-মোড মোডে কাজ করে; গ) প্রাপ্ত বিকিরণের আরও সঠিক পরিমাপ। অতি-উজ্জ্বল লেজার ডায়োড এবং উপযুক্ত পাম্প সরবরাহ পদ্ধতি ব্যবহার করে উন্নত পাম্পিংয়ের সমস্যাটি সমাধান করা যেতে পারে বলে ধরে নিচ্ছি, তাই আমরা এই নিবন্ধে অন্য দুটিকে আরও বিশদে বিবেচনা করব।

উচ্চ-পাওয়ার একক-মোড অপারেশনের জন্য সক্রিয় ফাইবারের বিকাশের অংশ হিসাবে, অপ্টিমাইজেশন প্যারামিটারের দুটি সেট নির্বাচন করা হয়েছিল: ডোপিং এবং জ্যামিতি। ন্যূনতম ক্ষতি, একক-মোড অপারেশন এবং শক্তিশালী লাভ অর্জনের জন্য সমস্ত পরামিতি স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা আবশ্যক। একটি আদর্শ ফাইবার পরিবর্ধককে 90% এর বেশি একটি উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা, চমৎকার মরীচির গুণমান এবং শুধুমাত্র উপলব্ধ পাম্প শক্তি দ্বারা সীমিত একটি আউটপুট শক্তি প্রদান করা উচিত। যাইহোক, একটি একক-মোড সিস্টেমকে উচ্চ ক্ষমতায় আপগ্রেড করার ফলে ফাইবারের মূলের মধ্যে উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, তাপীয় লোড বৃদ্ধি এবং বিভিন্ন ধরনের ননলাইনার অপটিক্যাল প্রভাব যেমন স্টিমুলেটেড রমন স্ক্যাটারিং (এসআরএস) এবং স্টিমুলেটেড ব্রিলুইন স্ক্যাটারিং (এসবিএস) হতে পারে। )

ফাইবার সক্রিয় অঞ্চলের আকারের উপর নির্ভর করে ট্রান্সভার্স মোডগুলি উন্নত করা যেতে পারে। ফাইবারের সক্রিয় ক্রস-সেকশন যত ছোট হবে, এই ধরনের মোডের সংখ্যা তত কম হবে - ফাইবারের ক্রস-সেকশন এবং ক্ল্যাডিংয়ের মধ্যে একটি প্রদত্ত অনুপাতের জন্য। যাইহোক, একটি ছোট ব্যাস একটি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব নির্ধারণ করে, এবং একটি ফাইবার বাঁকানোর সময়, উদাহরণস্বরূপ, উচ্চতর মোডগুলির জন্য ক্ষতিও যোগ করা হয়। যাইহোক, একটি বড় ফাইবার কোর ব্যাস এবং তাপীয় চাপ সহ, অন্যান্য নির্গমন মোড ঘটতে পারে। এই ধরনের মোডগুলি পরিবর্ধনের সময় একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া সাপেক্ষে, এবং সেইজন্য, সর্বোত্তম প্রচারের শর্ত ছাড়াই, আউটপুট বিকিরণ প্রোফাইল স্থানিক বা অস্থায়ীভাবে অস্থির হয়ে উঠতে পারে।

ট্রান্সভার্স মোড অস্থিরতা

Ytterbium (Yb) ডোপড ফাইবার হল উচ্চ-ক্ষমতার একক-মোড ফাইবার লেজারের জন্য সাধারণ কাজের মাধ্যম, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ডের বাইরে তারা একটি সম্পূর্ণ নতুন প্রভাব প্রদর্শন করে - তথাকথিত ট্রান্সভার্স মোড অস্থিরতা (TMI) প্রভাব। একটি নির্দিষ্ট পাওয়ার স্তরে, উচ্চতর মোড বা এমনকি শেল মোডগুলি হঠাৎ উপস্থিত হতে পারে। শক্তি তাদের মধ্যে গতিশীলভাবে পুনরায় বিতরণ করা হয়, এবং মরীচির গুণমান অবনতি হয়। আউটপুটে বিকিরণের একটি ওঠানামা দেখা যায় (বিমটি দোলাতে শুরু করে)। স্টেপ-ইনডেক্স ফাইবার থেকে ফোটোনিক ক্রিস্টাল ফাইবার পর্যন্ত বিভিন্ন ফাইবার ডিজাইনে TMI প্রভাব পরিলক্ষিত হয়েছে। এর থ্রেশহোল্ড মান জ্যামিতি এবং ডোপিংয়ের উপর নির্ভর করে, কিন্তু একটি মোটামুটি অনুমান প্রস্তাব করে যে এই প্রভাবটি 1 কিলোওয়াটের বেশি আউটপুট পাওয়ারে ঘটে। গবেষণার সময়, ফটোডার্কনিংয়ের উপর টিএমআই-এর নির্ভরতা এবং ফাইবারের অভ্যন্তরে তাপীয় প্রভাবগুলির সাথে এর সংযোগ প্রকাশ করা হয়েছিল। অধিকন্তু, টিএমআই-তে ফাইবার লেজারগুলির সংবেদনশীলতাও মডেল কোর সামগ্রীর উপর নির্ভরশীল।

ধাপ সূচক ফাইবার জ্যামিতি অপ্টিমাইজেশান জন্য অনুমতি দেয়. পাম্পিংয়ের জন্য, নিম্নলিখিতগুলি নির্বাচন করা যেতে পারে: ফাইবার ব্যাস, পাম্প ফাইবার ক্ল্যাডিং আকার এবং ফাইবার এবং ক্ল্যাডিংয়ের অন্যান্য প্রতিসরাঙ্ক সূচক। এই সমস্ত টিউনিং পরামিতি ডোপ্যান্ট ঘনত্বের উপর নির্ভর করে, অর্থাৎ, সক্রিয় ফাইবারে পাম্প বিকিরণ শোষণ অঞ্চলের দৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ করতে Yb আয়ন ঘনত্ব ব্যবহার করা যেতে পারে। তাপীয় প্রভাব কমাতে এবং প্রতিসরণ সূচক নিয়ন্ত্রণ করতে ফাইবারে অন্যান্য সংযোজন যোগ করা যেতে পারে। যাইহোক, কিছু দ্বন্দ্ব আছে। অরৈখিক প্রভাব কমাতে, ফাইবার ছোট হতে হবে, এবং তাপীয় লোড কমাতে, ফাইবার দীর্ঘ হতে হবে। ফটোডার্কনিং ডোপ্যান্ট ঘনত্বের সমানুপাতিক, তাই কম ডোপান্ট ঘনত্বের সাথে দীর্ঘ ফাইবার অবশ্যই ভাল হবে। পরীক্ষার সময় কিছু প্যারামিটার সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তাপীয় আচরণকে মডেল করা যেতে পারে তবে ভবিষ্যদ্বাণী করা বেশ কঠিন কারণ ফটোডার্কিং সংজ্ঞা অনুসারে ছোট এবং ত্বরিত পরীক্ষায় শারীরিকভাবে পরিমাপ করা যায় না। অতএব, ফাইবারে তাপীয় আচরণের সরাসরি পরিমাপ পরীক্ষামূলক নকশার জন্য উপযোগী হতে পারে। একটি সাধারণ সক্রিয় ফাইবারের তুলনায় দেখানো হয় মাপা তাপীয় লোড (ফাইবার পরিবর্ধকের মধ্যে একই সাথে বিতরণ করা তাপমাত্রা পরিমাপ থেকে প্রাপ্ত) এবং সিমুলেটেড তাপীয় লোড (চিত্র 1)।

চিত্র 1. অতিরিক্ত ক্ষতি সহ এবং ছাড়াই সিমুলেটেড লোডের তুলনায় সক্রিয় ফাইবার তাপীয় লোড পরিমাপ করা হয়েছে

ফাইবার ডিজাইনের জন্য আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হল কাটঅফ তরঙ্গদৈর্ঘ্য, যা দীর্ঘতম তরঙ্গদৈর্ঘ্য যা ফাইবারের মোডের সংখ্যা বাড়ায়। এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বাইরে উচ্চ স্তরের মোড সমর্থিত নয়।

কিলোওয়াট শক্তিতে নতুন ফাইবার পরীক্ষা করা হচ্ছে

পরীক্ষার সময়, দুই ধরনের Yb-doped fibers অধ্যয়ন করা হয়েছিল। ফসফরাস এবং অ্যালুমিনিয়ামের সাথে অতিরিক্ত ডোপিং সহ 30 মাইক্রনের মূল ব্যাস সহ ফাইবার নং 1। ফাইবার নং 2, 23 মাইক্রনের ছোট ব্যাস সহ, কম ডোপড ছিল, কিন্তু ফাইবার নং 1 (টেবিল 1) এর তুলনায় একটি উচ্চতর প্রোফাইল সহগ অর্জনের জন্য আরও বেশি ইটারবিয়াম রয়েছে।

সারণী 1. পরীক্ষিত তন্তুর পরামিতি

গণনাকৃত কাটঅফ তরঙ্গদৈর্ঘ্য যথাক্রমে 1 এবং 2 তন্তুগুলির জন্য 1275 nm এবং 1100 nm এর কাছাকাছি অবস্থিত। এটি একটি সাধারণ 20 µm কোর ব্যাস, 0.06 সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার (NA) ফাইবারের তুলনায় একক-মোড নির্গমনের অনেক কাছাকাছি যার কাটঅফ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ~1450 nm। পরিবর্ধিত লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য শেষ পর্যন্ত 1067 এনএম কেন্দ্রিক ছিল।

উভয় ফাইবার একটি উচ্চ-শক্তি পাম্পিং সার্কিটে পরীক্ষা করা হয়েছিল (চিত্র 2)। পাম্প ডায়োড লেজার এবং প্রাথমিক সংকেতটি মুক্ত স্থানে ঢালাই করা প্রান্ত এবং সংযোগকারীগুলির সাথে একটি ফাইবারে মিলিত হয়েছিল, শীতল করার জন্য জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল। বিকিরণ উত্সটি ছিল একটি ফেজ-মডুলেটেড এক্সটার্নাল ক্যাভিটি ডায়োড লেজার (ECDL), যার সংকেতটি 1067 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং 180 μm বর্ণালী প্রস্থে 10 W পর্যন্ত ইনপুট সিগন্যাল পাওয়ার অর্জনের জন্য পূর্ব-বর্ধিত করা হয়েছিল।

চিত্র 2. ফাইবার পরিবর্ধক পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত উচ্চ শক্তি পরিবর্ধক পরীক্ষামূলক সেটআপ যেখানে পাল্টা প্রচারের দিকে 976 এনএম এ ফাইবার পাম্প করা হয়েছিল।

প্রথম ফাইবার পরীক্ষার সময়, 2.8 কিলোওয়াট থ্রেশহোল্ডে মিলিসেকেন্ড স্কেলে আকস্মিক ওঠানামা দেখা গেছে, যা টিএমআইকে দায়ী করা যেতে পারে। একটি দ্বিতীয় 30 মিটার ফাইবার, একই তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বর্ণালী প্রস্থে, 3.5 কিলোওয়াট আউটপুট পাওয়ারে পাম্প করা হয়েছিল, TMI এর পরিবর্তে SBS দ্বারা সীমাবদ্ধ।

তৃতীয় পরীক্ষায়, বিকিরণকারী লেজার বর্ণালীকে বর্ণালী (আগের পরীক্ষার চেয়ে বেশি) প্রশস্ত করে ফাইবার SBS থ্রেশহোল্ড বাড়ানোর জন্য পরিবর্তন করা হয়েছিল। এই উদ্দেশ্যে, 300 μm কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ একটি দ্বিতীয় ডায়োড লেজার প্রথমটির সাথে মিলিত হয়েছিল। এই হস্তক্ষেপের ফলে সাময়িক ওঠানামা হয়েছে যা অটোফেজ মড্যুলেশনের কারণে সংকেত শক্তি বৃদ্ধি করতে দেয়। আগের মতো একই প্রধান পরিবর্ধক ব্যবহার করে, খুব অনুরূপ আউটপুট পাওয়ার মানগুলি 90% দক্ষতায় প্রাপ্ত হয়েছিল, তবে সেগুলি টিএমআই (টেবিল 2) ছাড়াই কেবল 4.3 কিলোওয়াট পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে।

সারণী 2. ফাইবার পরীক্ষার ফলাফল

পরিমাপের কাজ

একটি উচ্চ-শক্তি ফাইবার লেজারের সমস্ত পরামিতি পরিমাপ করা একটি প্রধান কাজ এবং সেগুলি সমাধান করার জন্য বিশেষ সরঞ্জামের প্রয়োজন৷ সম্পূর্ণ ফাইবার বৈশিষ্ট্য প্রাপ্ত করার জন্য, ডোপান্ট ঘনত্ব, প্রতিসরাঙ্ক সূচক প্রোফাইল এবং ফাইবার কোর ক্ষয় নির্ধারণ করা হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন নমন ব্যাসের জন্য মূল ক্ষতি পরিমাপ করা টিএমআই থ্রেশহোল্ডের সাথে পারস্পরিক সম্পর্কের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি।

চিত্র 3. ক) TMI থ্রেশহোল্ডের নীচে এবং উপরে ফাইবার 1 ব্যবহার করে আউটপুট সিগন্যাল পরীক্ষা করার সময় ফটোডিওডের তীব্রতার ট্রেস। b) বিভিন্ন আউটপুট শক্তিতে ফটোডিওড ট্রেসের স্বাভাবিক মান বিচ্যুতি

একটি ফাইবার পরিবর্ধক পরীক্ষার সময়, শক্তির একটি ছোট ভগ্নাংশ ট্যাপ করে একটি ফটোডিওড ব্যবহার করে TMI থ্রেশহোল্ড নির্ধারণ করা হয়। বিদ্যুতের ওঠানামার সূত্রপাতটি বেশ তীক্ষ্ণ এবং তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে উঠেছে (চিত্র 3), ফাইবার 1 পরীক্ষা করার সময় সংকেত পরিবর্তনটি বিশেষভাবে তাৎপর্যপূর্ণ ছিল, কিন্তু 4.3 কিলোওয়াট শক্তি স্তর পর্যন্ত ফাইবার 2 পরীক্ষা করার সময় এটি সনাক্ত করা যায়নি। সংশ্লিষ্ট সম্পর্ক চিত্র 4a এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র 4. ক) ফাইবার 2 দক্ষতার ঢাল 4.3 কিলোওয়াট আউটপুট পাওয়ার পর্যন্ত। b) আউটপুট থেকে ASE পর্যন্ত 75 dB অনুপাত সহ 3.5 কিলোওয়াটের আউটপুট শক্তি সহ অপটিক্যাল স্পেকট্রাম। 180 µm বর্ণালী প্রস্থ 4.3 kW আউটপুট শক্তি 7 nm ব্যান্ডউইথ পর্যন্ত প্রসারিত

রশ্মি মানের পরিমাপ হল ফাইবার লেজারের চরিত্রায়নের সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং অংশ এবং আলাদা আলোচনার যোগ্য। সংক্ষেপে, তাপ-মুক্ত টেনশন হল মূল এবং ফ্রেসনেল প্রতিফলন বা লো-লস অপটিক্স ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে। এই পর্যালোচনায় উপস্থাপিত পরীক্ষাগুলিতে, ওয়েজ প্লেট এবং টিএমআই শুরুর সময় ছাড়িয়ে একটি টাইম স্কেলে স্পন্দিত পাম্পিং ব্যবহার করে টেনশন চালু করা হয়েছিল।

দ্রুত গতির বিজ্ঞানে অ্যাপ্লিকেশন

দশ বছরের নিস্তব্ধতার পরে, কিলোওয়াট ক্লাসে একটি নতুন প্রজন্মের উচ্চ-ক্ষমতার একক-মোড ফাইবার লেজারের বিকাশ চমৎকার বিমের গুণমানের সাথে বেশ সম্ভব বলে মনে হচ্ছে। 4.3 কিলোওয়াটের একটি আউটপুট শক্তি ইতিমধ্যে অর্জন করা হয়েছে, শুধুমাত্র পাম্প শক্তি দ্বারা সীমাবদ্ধ, আরও উন্নয়নের পথে প্রধান সীমাবদ্ধতাগুলি চিহ্নিত করা হয়েছে এবং সেগুলি অতিক্রম করার উপায়গুলি স্পষ্ট।

আল্ট্রাফাস্ট লেজার ডাল দ্বারা প্রসারিত করার সময় প্রায় 1 কিলোওয়াট ক্ষমতা ইতিমধ্যেই একটি একক ফাইবারে অর্জন করা হয়েছে, তাই কৌশলগুলির সমন্বয়ের মাধ্যমে 5 কিলোওয়াট বৃদ্ধি সম্পূর্ণরূপে সম্ভব। ELI (প্রাগ, চেক প্রজাতন্ত্র) এর মতো গবেষণা কেন্দ্রগুলির জন্য সিস্টেমগুলি তৈরি করা হলেও, নির্ভরযোগ্য অপটিক্যাল সিগন্যাল ট্রান্সমিশন সিস্টেমের আরও বিকাশ শিল্প সিস্টেমের জন্য একটি চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে।

কাজটি বেশ কয়েকটি আকর্ষণীয় সম্ভাবনা চিহ্নিত করেছে। একদিকে, এটি উত্পাদনে ফলাফলের স্থানান্তর, যদিও এই দিকটিতে এখনও অনেক প্রচেষ্টা প্রয়োজন, এবং অন্যদিকে, প্রযুক্তিটি অন্যান্য ফাইবার-অপটিক লেজার সিস্টেমের পরামিতিগুলি বাড়ানোর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, উদাহরণস্বরূপ, ফেমটোসেকেন্ড ফাইবার পরিবর্ধকগুলির জন্য।

http://www.lightwaveonline.com থেকে উপকরণের উপর ভিত্তি করে

প্রযুক্তিগত সম্ভাবনা পরীক্ষা করার পূর্বে প্রকাশিত নিবন্ধগুলিতে, ফাইবার লেজারটিকে তার সবচেয়ে কার্যকর প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, যেমন কাটা, ঢালাই, শক্ত করা, ছিদ্র করা এবং পৃষ্ঠ পরিষ্কার করা। একটি ফাইবার লেজার এই সব করতে পারে।

যাইহোক, আধুনিক লেজার প্রযুক্তিতে ফাইবার লেজার বাস্তবায়নের অর্থনৈতিক দিকগুলি ছাড়াও, শিল্প উদ্যোগের পরিচালক এবং প্রযুক্তিবিদদের জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সুতরাং, আসুন প্রযুক্তিগত আপগ্রেড প্রকল্পগুলির মূল্যায়নের সময় উদ্ভূত ফাইবার লেজার সম্পর্কে অর্থনৈতিক সমস্যাগুলি নিয়ে আলোচনা করা যাক।

এটি এখনই উল্লেখ করা উচিত: পার্থক্যগুলি খুব গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু নতুন ফাইবার লেজারের বেশ কয়েকটি প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যার কারণে নতুন সরঞ্জামগুলিতে ক্লাসিক্যাল লেজারগুলি ব্যবহারের অভিজ্ঞতা স্থানান্তর করা সম্পূর্ণ সঠিক নয়। এই কারণেই এই বৈশিষ্ট্যগুলি এবং পার্থক্যগুলির রূপরেখা দিয়ে প্রথমে ফাইবার লেজার কী তা শুরু করার পরামর্শ দেওয়া হয়।

ফাইবার লেজার:

আধুনিক নির্গমনকারীদের অনন্য জীবন (অপেক্ষাকৃত কম খরচে জীবন বাড়ানোর সম্ভাবনা সহ 100,000 ঘন্টারও বেশি) এবং প্রায় শূন্য অপারেটিং খরচ। আবশ্যিক, বিদ্যমান কর ব্যবস্থায় ইউএসটি এবং ভ্যাটের মাধ্যমে অবচয়ের অংশের প্রকৃত বর্জনের বিষয়টি বিবেচনায় নিয়ে। যেহেতু এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অর্থনৈতিক কারণ হতে পারে (অর্থাৎ, অবচয়ের অংশটি সরাসরি আপনার নিষ্পত্তিতে থাকে কারণ এটি ব্যবহার করা হয় না)।

ন্যূনতম খরচ এবং প্রাঙ্গনে প্রস্তুতি এবং কমিশনিং জন্য সময়. কমিশনিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, একটি ফাইবার লেজারকে "ইনস্টলেশন" বলা হয়।

ফাইবার লেজার, লেজারের উত্স হিসাবে এটির অবিশ্বাস্য বহুমুখিতা। একটি নিয়ম হিসাবে, একটি ফাইবার লেজার হ'ল "বিশুদ্ধ" মরীচি শক্তির উত্সের একটি উদাহরণ, তাই এতে কার্যত কোনও প্রযুক্তিগত নির্দিষ্টতা নেই, অর্থাৎ, বৈচিত্র্য বা উত্পাদনের অন্যান্য পুনর্গঠনের সময়, একটি ফাইবার লেজারকে একটি প্রযুক্তিগত থেকে পুনর্নির্মাণ করা যেতে পারে। অন্যের জন্য প্রক্রিয়া। এই জাতীয় উত্সকে অবশ্যই (সংরক্ষণ সহ) বলা যেতে পারে - তরল, এই অর্থে যে এটি নিজের মধ্যে মান এবং মান বজায় রাখে। এখান থেকে, নির্দিষ্ট লেজার এক্সচেঞ্জ এবং লিজিং পরিষেবাগুলি বিকাশ করা শুরু করে (এই সমস্যাগুলিতে, সরাসরি প্রস্তুতকারকের সাথে যোগাযোগ করা ভাল)।

ফাইবার লেজার, এর প্রধান বৈশিষ্ট্য:

এর ক্ষমতা বৃদ্ধির সম্ভাবনা। আপনি ডিজাইন মার্জিন সহ একটি ফাইবার লেজার কিনতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ, যখন 700 ওয়াট পাওয়ারে সরবরাহ করা হয়, এবং তারপরে কেবল বিশেষ পাম্পিং ইউনিট কিনুন, যার ফলে শক্তি বৃদ্ধি পাবে, উদাহরণস্বরূপ, 2400 ওয়াট পর্যন্ত। একই সময়ে, একটি উত্পাদন ব্যবস্থায় (অতিরিক্ত ব্লকগুলি ইনস্টল করার প্রক্রিয়াটি 3 ঘন্টার বেশি স্থায়ী হয় না) কার্যত কিছু পরিবর্তন করার দরকার নেই। এটি আপনাকে প্রাথমিক মূলধন বিনিয়োগ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করার পাশাপাশি আপনার উত্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় মুহূর্তে উত্পাদনশীলতা বাড়াতে দেয়।

একটি অপটিক্যাল তারের মাধ্যমে সরাসরি বিকিরণ পরিবহন করা, যার দৈর্ঘ্য 10 থেকে 100 মিটার পর্যন্ত, সম্পূর্ণরূপে প্রযুক্তিগত সিস্টেমের নকশা এবং বিন্যাসকে ব্যাপকভাবে সরল করে। আপনি শিল্প রোবোটিক্স একটি বিশাল পরিসীমা ব্যবহার করতে পারেন. এটি লক্ষণীয় যে কিছু উত্পাদন কাজের জন্য শুধুমাত্র 3টি উপাদান প্রয়োজন, যথা একটি ফাইবার লেজার/প্রসেস হেড/ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবট। অবশ্যই, অভিজ্ঞতার অভাবে, একটি ইন্টিগ্রেটর সংস্থার পরিষেবাগুলি এখনও প্রয়োজন হবে, তবে একটি নির্দিষ্ট উত্পাদন ব্যবস্থা সংগঠিত করার মোট ব্যয় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে।

ফাইবার লেজার লেজারের উৎসের সর্বাধিক লোড করার জন্য একটি বহুমুখী এবং বহুমুখী প্রযুক্তিগত এলাকা। স্বাভাবিকভাবেই, এটি এতটা সহজ নয় যতটা প্রথম নজরে মনে হতে পারে, তবে এটি বেশ সম্ভব। এবং এই সম্ভাবনার গুরুত্বের কারণে আমরা এটি আরও আলোচনা করব।

সাধারণভাবে বিশেষজ্ঞ এবং কর্মীদের জন্য একটি প্রশ্ন। একটি ফাইবার লেজার অপটিক্স, ভ্যাকুয়াম সিস্টেম এবং বৈদ্যুতিক নিঃসরণ সম্পর্কে জ্ঞান সহ বিশেষজ্ঞদের সম্পূর্ণ কর্মীদের বজায় রাখার জন্য একটি কোম্পানির প্রয়োজনীয়তা দূর করে। একটি ফাইবার লেজার, এটি পরিচালনা করার জন্য কিছুই প্রয়োজন হয় না, যেহেতু অপারেটর প্রশিক্ষণে 1 সপ্তাহের বেশি সময় লাগে না। অবশ্যই, এটি দক্ষ প্রযুক্তিবিদদের প্রয়োজনীয়তার এন্টারপ্রাইজকে উপশম করবে না, তবে এটি আরেকটি প্রশ্ন যা লেজারের সাথে একেবারে কিছুই করার নেই। বিদ্যমান কর্মীদের ব্যবহার করা এবং একই সাথে একটি উচ্চ স্তরের অপারেশনাল দক্ষতা অর্জন করা বেশ সম্ভব।

ফাইবার লেজার, এর মৌলিক প্রযুক্তি:

নিজেদের মধ্যে এই 7 পয়েন্ট নতুন আধুনিক সরঞ্জাম উচ্চ আগ্রহ জাগিয়ে তুলতে পারে. প্রভাব বাড়ানোর জন্য, কিছু মৌলিক প্রযুক্তি তালিকাভুক্ত করা উচিত:

• ধাতু লেজার কাটিয়া. আমরা কেবল শীটগুলির ক্লাসিক কাটিং সম্পর্কেই কথা বলছি না, তবে খুব ভলিউম্যাট্রিক কাটিংয়ের কথা বলছি, উদাহরণস্বরূপ, শিল্প রোবট ব্যবহার করে;
• লেজার ছিদ্র (ফিল্টার উপাদান, meshes);
• লেজার ঢালাই। প্রথমত, এটি প্রান্ত প্রস্তুতি এবং ফিলার উপকরণ ব্যবহার ছাড়াই উচ্চ-কর্মক্ষমতা সীম বাট ঢালাই। কিন্তু আজ, প্রযুক্তিবিদরা বেশ দ্রুত হাইব্রিড প্রক্রিয়ার বিকাশ ঘটাচ্ছেন, অর্থাৎ, একটি লেজার রশ্মি এবং তদনুসারে, একটি বৈদ্যুতিক চাপের সমন্বয়ে সম্মিলিত ওয়েল্ডিং স্কিমগুলি;
• লেজার হার্ডেনিং (তাপ চিকিত্সা) এমন একটি প্রক্রিয়া যা অংশে উল্লেখযোগ্য তাপীয় প্রভাব ছাড়াই একটি অংশের নির্দিষ্ট অংশের স্থানীয় শক্তকরণ প্রদান করে;
• লেজার সারফেসিং হল আর্ক সারফেসিং এর অ্যানালগ, যা উচ্চ স্থানীয়তা এবং নির্ভুলতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়;
• আবরণ এবং ময়লা লেজার পরিষ্কার. সবচেয়ে পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ পরিচ্ছন্নতার পদ্ধতি, এবং একটি অ-যোগাযোগী পদ্ধতি যা স্যান্ডব্লাস্টিংয়ের মতো ভর প্রযুক্তির সাথে প্রতিযোগিতা করার সম্ভাবনা রাখে।

সরাসরি অর্থনৈতিক দিকগুলির দিকে অগ্রসর হওয়া, এটি লক্ষণীয় যে ফাইবার লেজার এবং এর সিস্টেমটি বর্তমানে ক্লাসিক্যাল CO2 লেজারের চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল এবং তাই লেজারের দাম সাধারণত সম্পূর্ণ প্রযুক্তিগত সিস্টেমের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ গঠন করে। .
ফাইবার লেজার, এর ন্যূনতম সেটের মধ্যে রয়েছে: লেজারের সাহায্যে প্রযুক্তিগত ক্রিয়াকলাপ সম্পাদনের উদ্দেশ্যে সরঞ্জামগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:

• ফাইবার লেজারের অবশ্যই rub./kW এর একটি নির্দিষ্ট খরচ থাকতে হবে;
• একটি ফাইবার লেজারের একটি বিশেষ লেজার প্রসেসিং হেড থাকে, যা একটি বিকিরণ প্রবাহ তৈরি করে, সেইসাথে প্রসেসিং জোনে সরাসরি অন্যান্য পদার্থের প্রবাহ;
• ম্যানিপুলেটর (রোবোটিক) পণ্য বা লেজারের মাথা সরানোর জন্য, সেইসাথে প্রক্রিয়াটির সাধারণ এবং পুঙ্খানুপুঙ্খ নিয়ন্ত্রণের জন্য। আপনি যদি রেডিমেড এবং সার্বজনীন ফাইবার লেজার ব্যবহার করেন, তবে খরচ সরাসরি কনফিগারেশন এবং অবশ্যই ব্র্যান্ডের উপর নির্ভর করবে।

ফাইবার লেজার, একটি লেজার প্রযুক্তিগত সিস্টেমের জন্য এর সর্বনিম্ন সেট নিম্নরূপ: 1 – লেজার, 2 – প্রযুক্তিগত প্রধান, 3 – অপটিক্যাল কেবল, 4 – ম্যানিপুলেটর।

সুতরাং, 1000 ওয়াট শক্তি সহ একটি প্রযুক্তিগত সিস্টেমের জন্য, মূলধন খরচের মূল পরিমাণ হবে প্রায় 6 মিলিয়ন রুবেল। আরএফ. আসলে, এটি সমস্ত খরচ নয়, যেহেতু এটি সফ্টওয়্যার, একীকরণ, প্রাঙ্গনের প্রস্তুতি এবং উত্পাদনের খরচগুলিও বিবেচনায় নেওয়া প্রয়োজন। অতএব, গণনার সরলতার জন্য, এটি অনুমান করা সবচেয়ে যুক্তিসঙ্গত হবে যে সামগ্রিক বিনিয়োগের খরচ - একটি ফাইবার লেজার - আনুমানিক 2 দাম হবে৷ ধাতু কাটার জন্য ডিজাইন করা লেজার মেশিনগুলির জন্য বিশেষভাবে অনুরূপ অনুপাত পরিলক্ষিত হয়। ফাইবার লেজারের 2000 W এর শক্তি রয়েছে। দাম 12 থেকে 14 মিলিয়ন রাশিয়ান রুবেল পর্যন্ত। একই সময়ে, লেজার কাটিয়া সরঞ্জাম বড় মাত্রা সহ একটি বরং বড় জটিল সিস্টেম। যাইহোক, সিরিয়াল উত্পাদন এবং মানক, ভাল-পরীক্ষিত প্রযুক্তির জন্য ধন্যবাদ, দাম লক্ষণীয়ভাবে হ্রাস পেয়েছে।

অন্যান্য প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলিতে (উদাহরণস্বরূপ, ঢালাই, শক্তকরণ), এই জাতীয় সরঞ্জামগুলির জটিলতা অনেক সহজ হতে পারে, তবে এখানে এটি বিবেচনা করা উচিত যে এই পর্যায়ে এই জাতীয় প্রযুক্তিগুলি মোটেই স্ট্যান্ডার্ড সিরিয়াল কমপ্লেক্সে প্যাকেজ করা হয় না (অর্থাৎ, এতে ক্ষেত্রে প্রযুক্তি এবং প্রকৌশলের জন্য খরচ হবে, এবং এটিতে খুব গুরুত্বপূর্ণ)। তাই, গড় ডিগ্রী অটোমেশন সহ বিস্তৃত শ্রেণীর ব্যবহারের জন্য x2 সহগ (অর্থাৎ, প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া স্বয়ংক্রিয়, এবং লোডিং এবং আনলোডিং হয় আধা-স্বয়ংক্রিয় বা ম্যানুয়াল) ন্যায়সঙ্গত হতে পারে।

2 পরীক্ষা উত্পাদন সমস্যা বিশ্লেষণ করে লেজার প্রযুক্তির অর্থনীতি

একটি ফাইবার লেজার সম্পর্কে প্রথম উত্পাদন সমস্যা বিবেচনা করা যাক:

সুতরাং, প্রথম পরীক্ষামূলক কাজ হিসাবে, আসুন নলাকার জ্যামিতি সহ অংশগুলির ব্যাপক উত্পাদন বিবেচনা করি, যেখানে 2টি অর্ধ-দেহকে একটি একক (কঠিন) সিল করা দেহে ঝালাই করা প্রয়োজন। বিভিন্ন ধরণের ফিল্টার তৈরিতে এটি একটি আদর্শ কাজ। ইস্পাতটি 0.5-1 মিমি পুরু, পণ্যটির গড় ব্যাস 60 মিমি। সমস্যার লক্ষ্য হল পণ্যের সর্বনিম্ন খরচে সর্বোচ্চ উৎপাদনের পরিমাণ।

এই কাজের জন্য উত্পাদন সিস্টেম নিজেই প্রায় স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংশ্লেষিত হয়। এই জাতীয় পণ্যের দ্রুত লেজার ঢালাইয়ের জন্য, আপনার আনুমানিক 700 ওয়াট শক্তি সহ একটি ফাইবার লেজার প্রয়োজন (অর্থাৎ, রৈখিক ঢালাই গতি প্রায় 50 মিমি/সেকেন্ড), আপনার একটি মোটামুটি সাধারণ ওয়েল্ডিং হেড, একটি পণ্য রোটেটর (স্বয়ংক্রিয়) প্রয়োজন। এবং, সেই অনুযায়ী, একটি সিস্টেম লোডিং এবং আনলোডিং ওয়ার্কপিস। লোডিং সিস্টেমের জন্য, একটি সাধারণ ট্রে ফিডার ব্যবহার করা সম্ভব। ফাইবার লেজার, এটা অনুমান করা হয় যে ঢালাইয়ের উদ্দেশ্যে পণ্যগুলি ইতিমধ্যে কর্মীদের দ্বারা প্রাক-একত্রিত করা হয়েছে। যাইহোক, ওয়ার্কপিসগুলির গুণমানের স্তরের উপর নির্ভর করে (আকার ক্রমাঙ্কন), পণ্যগুলির জয়েন্টের জন্য একটি সংশোধন ব্যবস্থা - ওয়েল্ডিং হেডের অবস্থান - ভালভাবে প্রয়োজন হতে পারে। সাধারণভাবে, বিকাশের ব্যয় এবং তদনুসারে, এই জাতীয় মোটামুটি সহজ সিস্টেম তৈরির পরিমাণ প্রায় 5 মিলিয়ন রুবেল।

উপস্থাপিত পাঠ্যের পরে আমরা একটি ছোট উপসংহার আঁকতে পারি:

• সিস্টেমের অর্থনৈতিক পরামিতিগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে অবনতি হয় কারণ সরঞ্জামের লোড স্তর এবং, অবশ্যই, কর্মীদের হ্রাস পায়: যখন উত্পাদন করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, সর্বাধিক উত্পাদন প্রক্রিয়া চিত্র থেকে 10% পণ্য/অংশ, খরচ কেবল 10 গুণ বৃদ্ধি পাবে। এইভাবে, উভয় ক্ষেত্রেই, বরং ব্যয়বহুল সরঞ্জামগুলি কম ব্যবহার করা হয় এবং সেই অনুযায়ী, কর্মীরা অলস বসে থাকে।
• খরচের পরিপ্রেক্ষিতে, অটোমেশন ত্যাগ করাও কিছুই করে না: অ-স্বয়ংক্রিয় প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলিতে রূপান্তর পণ্যগুলির ব্যয়ও বৃদ্ধি করবে এবং তীব্রভাবে। শ্রম উৎপাদনশীলতার সাধারণ হ্রাসের কারণে এটি ঘটবে।
• লেজার প্রযুক্তির ব্যবহার আপনাকে উত্পাদন ব্যবস্থার সর্বাধিক লোড (বা কমপক্ষে সর্বাধিকের কাছাকাছি) দিয়ে "জয়" করতে দেয় এবং এটি উত্পাদনের অবস্থার জন্য এবং এতে বড় আকারের উত্পাদনের জন্য সরাসরি উপকারী। লেজার প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার উচ্চ গুণমান (অর্থাৎ প্রজননযোগ্যতা এবং স্থিতিশীলতা) এই ধরনের উৎপাদনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

এটা স্পষ্ট যে বৃহৎ-স্কেল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, সামগ্রিক উত্পাদনশীলতার তীব্র বৃদ্ধির কারণে ফাইবার লেজার ওয়েল্ডিংয়ের পেব্যাক বেশ দ্রুত হতে পারে।

ফাইবার লেজার সম্পর্কে দ্বিতীয় উত্পাদন সমস্যাটি বিবেচনা করা যাক:

একটি নিয়ম হিসাবে, অনেক বাস্তব উদ্যোগ উল্লেখযোগ্যভাবে কম সিরিয়াল উত্পাদন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, তাই লেজার উত্স লোড করার সমস্যা ক্রমাগত উত্থাপিত হবে।

উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট এন্টারপ্রাইজ একটি জটিল পণ্য তৈরি করে যা একটি নলাকার শরীর নিয়ে গঠিত এবং একটি শক্তিশালী বেঁধে রাখার উপাদান সহ একটি ঢাকনা অবশ্যই এটিতে ঝালাই করা উচিত এবং 2টি উপাদানকে সরাসরি ঢাকনার সাথে ঝালাই করা আবশ্যক। এই জাতীয় পণ্যের অভ্যন্তরে একটি রড রয়েছে যা ঘর্ষণ মোডে কাজ করে, তাই শক্তিশালীকরণের প্রয়োজন হয়, পাশাপাশি তরলের জন্য একটি ফিল্টার, একটি রিং আকারে তৈরি করা হয় যেখানে একটি ধাতব জাল সোল্ডার করা হয়। এই ধরনের পণ্যের আনুমানিক সিরিয়াল উত্পাদন প্রতি বছর 100,000।

পণ্য উত্পাদনের জন্য একটি সাধারণ মৌলিক প্রযুক্তিতে, নিম্নলিখিত প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা হয়:

• একটি চোখ দিয়ে মাথার জন্য উদ্দিষ্ট ফোরজিংস উত্পাদন;
• ফোরজিংসের জটিল যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ;
• একটি যান্ত্রিক পদ্ধতি ব্যবহার করে শরীরের গর্ত (বেশ কিছু) কাটা;
• গর্ত মধ্যে প্রয়োজনীয় অংশ ঢালাই;
• প্রধান শরীরে মাথার ঢালাই হ'ল ম্যানুয়াল আর্ক; ত্রুটিগুলির একটি বড় শতাংশ রয়েছে, যার কারণ হল, অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে, জ্যামিতি লঙ্ঘন (যেমন, মাথার অক্ষ এবং সিলিন্ডারের অক্ষের স্থানচ্যুতি);
• রডের ভলিউমেট্রিক শক্তকরণ, ক্রোম প্লেটিং এবং গ্রাইন্ডিং;
• রিং জাল কাটা;
• বাহ্যিক এবং অভ্যন্তরীণ কনট্যুর বরাবর জালের পরবর্তী সোল্ডারিং (একটি উচ্চ স্তরের ত্রুটি সহ প্রক্রিয়া স্বয়ংক্রিয় করা বরং কঠিন)।

এই পরীক্ষার কাজটির পণ্য: 1 – বডি, 2 – কভার, 3 – ঢালাই করা অংশ, 4 – গর্ত সহ রিং, 5 – ফিল্টার জাল। ফাইবার লেজার:

এই জাতীয় পণ্যের উত্পাদনে প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়া সম্পাদন বা সহজ করার জন্য ফাইবার লেজার ব্যবহার করা কি সম্ভব? ধারণাটির সারমর্মটি নিম্নরূপ: সময় বিভাগ মোডে সরাসরি একটি ফাইবার লেজার ব্যবহার করা, যার ফলে বিভিন্ন ক্রিয়াকলাপের সাথে এর সংস্থান লোড করা হয়। প্রযুক্তিগত দৃষ্টিকোণ থেকে, এমন একটি সম্ভাবনা বিদ্যমান, তবে আমরা গল্পের শেষে এর প্রযুক্তিগত দিকগুলি নিয়ে আলোচনা করব।

ডাটাবেস থেকে ফাইবার লেজারের লেজার প্রযুক্তির পরামিতিগুলির উপর ভিত্তি করে, আমরা অনুমান করি, প্রথমত, আমাদের 1500 ওয়াট শক্তি সহ একটি লেজার উৎসের প্রয়োজন হবে। এটি অবশ্যই, উপাদানগুলিকে নির্ভরযোগ্যভাবে ঢালাই করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি। যেহেতু লেজারের বহুমুখী ব্যবহার পরিকল্পিত, রোবোটিক সরঞ্জামের দাম, একটি নিয়ম হিসাবে, বেশি হওয়া উচিত।

এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অবিচ্ছেদ্য সুবিধা উল্লেখ করাও প্রয়োজনীয়: পণ্যের মানের স্তর বৃদ্ধি বিক্রয় বাজারে সরাসরি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং উল্লেখযোগ্য প্রতিযোগিতামূলক ফ্যাক্টর, যা আমাদের এটির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ দখল করতে দেয়।

এটি বিশেষভাবে জোর দেওয়া মূল্যবান যে ফাইবার লেজার এবং এটি ব্যবহার করার সময় সমস্ত পরিকল্পিত প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলির উপযোগিতামূলক সম্ভাব্যতা ইতিমধ্যেই উপযুক্ত পরীক্ষার মধ্য দিয়ে গেছে এবং এই প্রক্রিয়াগুলির প্রাথমিক পরীক্ষামূলক ডেটা উপলব্ধ।

এইভাবে: একটি ফাইবার লেজার, এর লেজার প্রযুক্তির একটি সেটের জটিল ব্যবহার বেশ বাস্তবসম্মতভাবে একটি মোটামুটি বড় সামগ্রিক প্রভাব দিতে পারে, তবে শুধুমাত্র এই শর্তে যে লেজারের সরঞ্জামগুলি সম্পূর্ণ লোড করা হয়েছে!

লেজার উত্পাদন বিকল্পের খরচ শুধুমাত্র একটি শিল্প উদ্যোগের একটি অবমূল্যায়িত খরচের সাথে গণনা করা হয়, তবে প্রতি মিনিটে খরচের একটি সৎ গণনা স্পষ্টভাবে দেখায় যে এই জাতীয় প্রকল্পের লাভের মার্জিন এত বড় এবং স্পষ্ট যে এটি উল্লেখযোগ্যভাবে লাভজনক এমনকি উচ্চ ওভারহেড খরচ সঙ্গে - এবং এটি একটি সত্য!

এটি ফাইবার লেজারের দিকেও লক্ষ করার মতো: লেজার সিস্টেমের ডিজাইনার প্রযুক্তিগত কার্যকারিতাকে 2টি লেজার কমপ্লেক্সে অপ্রতিসমভাবে বিভক্ত করার পরামর্শ দিতে পারেন (অর্থাৎ, সমানভাবে নয়) - 1ম লেজার কমপ্লেক্স একচেটিয়াভাবে গর্ত কাটা এবং ঢালাইয়ের কাজ করে, এবং 2য়টি লেজার কমপ্লেক্সের কাজ করে। ফিল্টার তৈরি এবং রড শক্ত করার জন্য অবশিষ্ট অপারেশন। অথবা এটি শুধুমাত্র প্রথম কমপ্লেক্স ছেড়ে যেতে পারে, যা প্রথম দুটি কারণের উপর কাজ করে, সামগ্রিকভাবে প্রকল্পের লাভের ক্ষেত্রে তাদের প্রধান অবদানের কারণে। ফাইবার লেজার, এই সিদ্ধান্তগুলি অবশ্যই প্রযুক্তিগত সমস্যাগুলির দ্বারা বিভিন্ন উপায়ে নির্ধারিত হবে, যেমন প্রশ্নগুলি: "বহু কার্যকারিতা কীভাবে বাস্তবায়িত হয়?" - "এটি কি সত্যিই প্রযুক্তিগতভাবে বাস্তবায়ন করা সম্ভব?" - "এটি তাৎক্ষণিকভাবে কী সমস্যার কারণ হতে পারে?" এর বিকল্প এবং সম্ভাবনা বিবেচনা করা যাক.

ফাইবার লেজার এবং এর অ্যাপ্লিকেশন:

প্রদত্ত পরীক্ষার টাস্কের জন্য তার ম্যানিপুলেটরে রাখা একটি লেজার হেড সহ একটি রোবট ব্যবহার করা একটি সম্পূর্ণ সফল সমাধান। প্রথমত, রোবটটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে রিংটিকে মূল কভারে 4 দিকে ঢালাই করতে সক্ষম এবং ট্রানজিশনে ন্যূনতম সময় ব্যয় করে এবং একটি প্রাথমিক রোটারি প্রোডাক্ট পজিশনার তৈরি করার সময় অপসারণ এবং ম্যানুয়াল ইনস্টলেশনের সময় সরাসরি ক্ষতি হয়। লোডিং এবং আনলোডিংও কম করা হবে। যা, অবশ্যই, অন্যান্য কাটিং এবং ঢালাই অপারেশনের জন্যও সত্য।

সার্বজনীন রোবট ব্যবহারের সুবিধা রয়েছে যে ডিজাইনিং এবং তারপরে অ-মানক প্রযুক্তিগত সরঞ্জাম এবং টুলিং তৈরির ব্যয়গুলি কার্যত বাদ দেওয়া হয়। যেহেতু উত্পাদন প্রশিক্ষণের প্রধান বোঝা রোবটের জন্য নির্দিষ্ট প্রোগ্রামের প্রস্তুতির উপর অবিকল পড়ে, অর্থাৎ এর দক্ষতা।

একাধিক সাইট ব্যবহার.

এই সমাধানটির জন্য একেবারে সমস্ত প্রযুক্তিগত ক্রিয়াকলাপের জন্য একটি পৃথক প্রযুক্তিগত স্টেশনের বিকাশ প্রয়োজন, যা একটি অত্যন্ত কার্যকরী ম্যানিপুলেটর দিয়ে সজ্জিত। একটি নির্দিষ্ট অপারেশন শেষ হওয়ার পরে, লেজারের সাথে একটি অপটিক্যাল কেবল দ্বারা সংযুক্ত লেজার হেডটি অন্য প্রযুক্তিগত স্টেশনে পুনরায় ইনস্টল করা হয় এবং সেই অনুযায়ী একই বা অন্য ব্যাচের পণ্যগুলিতে সম্পাদিত অন্য অপারেশনের জন্য পুনরায় সামঞ্জস্য করা হয়।

একটি নির্দিষ্ট অপারেশন শেষ হওয়ার পরে, ফাইবার লেজার, এর লেজার হেড, একটি অপটিক্যাল কেবল দ্বারা লেজারের সাথে সংযুক্ত, অন্য একটি প্রযুক্তিগত স্টেশনে পুনরায় ইনস্টল করা হয়, অন্য অপারেশন অনুসারে সামঞ্জস্য করা হয়, এবং অন্য একটি অপারেশন প্রক্রিয়া করা হয়, একই বা অন্যটিতে সঞ্চালিত হয়। পণ্যের ব্যাচ।

ফাইবার লেজার দুর্ভাগ্যবশত, বিভিন্ন অবস্থানে ব্যক্তিগত লেজার প্রযুক্তিগত প্রধান থাকা এখনও সম্ভব নয়। যেহেতু ওয়ার্কশপের পরিবেশে অপটিক্যাল তারের মাথা থেকে আনডক করা ধূলিকণার কারণে কঠোরভাবে নিষিদ্ধ, কারণ একটি অপটিক্যাল ফাইবার থেকে ধূলিকণার সামান্য দাগ, যদি এটি অপটিক্যাল আউটপুটে যায়, একটি নিয়ম হিসাবে, এই আউটপুটটির অপরিবর্তনীয় ধ্বংসের দিকে নিয়ে যায়। . এই সমস্যার একটি সমাধান অনুরূপ সরঞ্জাম সহ সমস্ত উদ্যোগের দ্বারা অধীর আগ্রহে অপেক্ষা করছে এবং সম্ভবত অদূর ভবিষ্যতে এটি এখনও পাওয়া যাবে।

অপটিক্যাল মাল্টিপ্লেক্সারদের আবেদন

একটি নতুন বৈশিষ্ট্য, বর্তমানে খুব কমই ব্যবহৃত হয়৷ এর মূল সারমর্ম হল: আপনি একটি নির্দিষ্ট বিশেষ লেজার রশ্মি সুইচ কিনতে পারেন, লেজারের সাথে এর ইনপুট দ্বারা সংযুক্ত, এবং পৃথক পোস্টে প্রসেস হেড সহ বিভিন্ন আউটপুট দ্বারা। স্টেশনগুলির মধ্যে বিকিরণের স্যুইচিং খুব দ্রুত ঘটে এবং এই ধরনের একটি সিস্টেম পণ্য পরিবর্তন এবং প্রযুক্তিগত পরিবর্তনের জন্য সময়ের ক্ষতি কমাতে পারে।

এটি করার জন্য, শীর্ষ-স্তরের সিস্টেমটিকে অবশ্যই প্রেরণের ফাংশন সরবরাহ করতে হবে, সেইসাথে লেজার উত্সের সংস্থানগুলি সরাসরি এই প্রযুক্তিগত পোস্টগুলির অনুরোধ অনুসারে বিতরণ করতে হবে। যেহেতু গঠনের গণনায় আমরা ধরে নিয়েছিলাম যে লোডিং এবং আনলোডিং সময় অন্তত অপারেশন সময়ের সমান, এই ক্ষেত্রে, এই জাতীয় মাল্টিপ্লেক্সার ব্যবহার করার সময়, প্রায় 100,000 উত্পাদনের জন্য একটি পরীক্ষামূলক প্রোগ্রাম বাস্তবায়নের জন্য শুধুমাত্র একটি লেজার যথেষ্ট হবে। পণ্য

এই জাতীয় মাল্টিপ্লেক্সারের দাম প্রায় 1-2 মিলিয়ন রুবেল। উপরন্তু, এটি লক্ষ করা উচিত যে ফাইবার লেজারটি একটি অন্তর্নির্মিত মাল্টিপ্লেক্সারের সাথে অর্ডার করা যেতে পারে যার বেশ কয়েকটি আউটপুট রয়েছে।

সম্ভবত একমাত্র ত্রুটি হল যে মাল্টিপ্লেক্সার বিকিরণের গুণমানকে কিছুটা কমিয়ে দেয় (অর্থাৎ, আউটপুটে অনেক বড় ক্রস-সেকশনের ফাইবার ব্যবহার করা প্রয়োজন), তবে এটি শুধুমাত্র লেজার কাটিংয়ের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ফাইবার লেজার, এর অনুরূপ সিস্টেমটি সবচেয়ে অনুকূল এবং সমীচীন। মাল্টিপ্লেক্সারের জন্য, লেজার লোড লেভেলের জন্য ধন্যবাদের তুলনায় অতিরিক্ত মূলধন খরচ অনেক গুণে ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয়।

সুতরাং: 1 – লেজার, 2 – অপটিক্যাল সুইচ, 3 – হেড (প্রযুক্তিগত), 4 – প্রযুক্তিগত স্টেশন, 5 – কেন্দ্রীয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা।

লেজার হেডগুলির বহুমুখীতার সাথে সম্পর্কিত আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা: আপনি যদি একটি শিল্প রোবট বা একটি মাল্টি-স্টেশন এলাকা ব্যবহার করার পরিকল্পনা করেন, তবে লেজার হেডের বহুমুখীতার বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে (অর্থাৎ, বিভিন্ন প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়া সম্পাদন করতে সক্ষম হবেন) . আজ, পশ্চিমা নির্মাতারা এমন মাথা উত্পাদন করে না!

যাইহোক, এই জাতীয় সরঞ্জামগুলি ইতিমধ্যেই বিদ্যমান: শীঘ্রই ব্যাপক উত্পাদন শুরু হবে - একটি সর্বজনীন টিউনেবল হেড যা ফাইবার লেজার বিকিরণ (ঢালাই, কাটা, শক্ত করা, ছিদ্র) ব্যবহার করে প্রযুক্তিগত ক্রিয়াকলাপের সম্পূর্ণ মৌলিক পরিসর সম্পাদন করতে পারে। যে কোনও নির্দিষ্ট ক্রিয়াকলাপের সাথে মাথার অভিযোজন অপটিক্যাল সিস্টেমের স্বয়ংক্রিয় রূপান্তর এবং একটি প্রতিস্থাপনযোগ্য প্রযুক্তিগত সংযুক্তির মাধ্যমে (যেমন, এটির প্রতিস্থাপন) উভয়ই সঞ্চালিত হয়, যা সুপরিচিত চৌম্বকীয় সাসপেনশনের নীতি অনুসারে সংযুক্ত থাকে।

ফাইবার লেজার, এর সুবিধা:

অনুমান দেখায় যে ফাইবার লেজারের উল্লেখযোগ্য অর্থনৈতিক সম্ভাবনা রয়েছে।

• আধুনিক লেজারের উপর ভিত্তি করে ফাইবার লেজার প্রকল্পগুলির উচ্চ লাভজনকতা একচেটিয়াভাবে সর্বাধিক সরঞ্জাম লোডের সাথে নিশ্চিত করা হয়, অর্থাৎ, মোটামুটি উল্লেখযোগ্য নির্ভরযোগ্যতা এবং নতুন লেজারগুলির অনন্য সংস্থানের কারণে, এটি প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব।
• বহুমুখী প্রযুক্তিগত ক্ষেত্রগুলি যেগুলি লেজারের উত্সের সংস্থানগুলি ভাগ করে তাদের একটি উল্লেখযোগ্য ভবিষ্যত থাকতে পারে।
• উল্লেখযোগ্য পুঁজি বিনিয়োগ সত্ত্বেও, সাধারণভাবে লেজার সরঞ্জাম এবং লেজার প্রযুক্তিগত সিস্টেমগুলির পেব্যাক খুব, খুব দ্রুত, 1-1.5 বছর পর্যন্ত হতে পারে।

একটি ফাইবার লেজার হল একটি সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে ফাইবার-অপটিক বাস্তবায়ন সহ একটি লেজার, যেখানে লাভের মাধ্যম এবং, কিছু ক্ষেত্রে, অনুরণনটি অপটিক্যাল ফাইবার দিয়ে তৈরি।

একটি ফাইবার লেজার একটি সম্পূর্ণ বা আংশিক ফাইবার অপটিক বাস্তবায়ন সঙ্গে একটি লেজার, যেখানে অপটিক্যাল ফাইবারকএকটি লাভের মাধ্যম এবং, কিছু ক্ষেত্রে, একটি অনুরণক তৈরি করা হয়। ফাইবার বাস্তবায়নের মাত্রার উপর নির্ভর করে, একটি লেজার অল-ফাইবার (সক্রিয় মাধ্যম এবং অনুরণনকারী) বা বিচ্ছিন্ন ফাইবার (শুধুমাত্র ফাইবার অনুরণনকারী বা অন্যান্য উপাদান) হতে পারে।

ফাইবার লেজারগুলি অবিচ্ছিন্ন তরঙ্গের পাশাপাশি ন্যানো- এবং ফেমটোসেকেন্ড স্পন্দিত ডালগুলিতে কাজ করতে পারে।

ডিজাইন লেজারতাদের কাজের সুনির্দিষ্টতার উপর নির্ভর করে। অনুরণক একটি Fabry-Perot সিস্টেম বা একটি রিং অনুরণনকারী হতে পারে। বেশিরভাগ ডিজাইনে, বিরল আর্থ উপাদানগুলির আয়ন সহ একটি অপটিক্যাল ফাইবার ডোপড - থুলিয়াম, এর্বিয়াম, নিওডিয়ামিয়াম, ইটারবিয়াম, প্রাসিওডিয়ামিয়াম - সক্রিয় মাধ্যম হিসাবে ব্যবহৃত হয়। লেজারটি এক বা একাধিক লেজার ডায়োড ব্যবহার করে সরাসরি ফাইবার কোরে বা উচ্চ-শক্তি সিস্টেমে ভিতরের ক্ল্যাডিংয়ে পাম্প করা হয়।

পরামিতিগুলির একটি বিস্তৃত নির্বাচন এবং বিস্তৃত সময়কাল, ফ্রিকোয়েন্সি এবং ক্ষমতাগুলির উপর পালস কাস্টমাইজ করার ক্ষমতার কারণে ফাইবার লেজারগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ফাইবার লেজারের শক্তি 1 ওয়াট থেকে 30 কিলোওয়াট পর্যন্ত। অপটিক্যাল ফাইবারের দৈর্ঘ্য - 20 মিটার পর্যন্ত।

ফাইবার লেজারের প্রয়োগ:

– কাটাশিল্প উৎপাদনে ধাতু এবং পলিমার,

– নির্ভুলতা কাটা,

– মাইক্রোপ্রসেসিং ধাতুএবং পলিমার,

– পৃষ্ঠ চিকিত্সা,

– সোল্ডারিং,

– তাপ চিকিত্সা,

– পণ্য লেবেলিং,

– টেলিযোগাযোগ (ফাইবার অপটিক যোগাযোগ লাইন),

– ইলেকট্রনিক্স উত্পাদন,

– চিকিৎসা সরঞ্জাম উৎপাদন,

– বৈজ্ঞানিক যন্ত্র।

ফাইবার লেজারের সুবিধা:

- ফাইবার লেজারগুলি একটি অনন্য সরঞ্জাম যা উপকরণ প্রক্রিয়াকরণে একটি নতুন যুগের সূচনা করে,

– বহনযোগ্যতা এবং ফাইবার লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন করার ক্ষমতা নতুন কার্যকরী অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অনুমতি দেয় যা বর্তমানে বিদ্যমান লেজারগুলির অন্যান্য ধরণের জন্য উপলব্ধ নয়,

- তাদের শিল্প ব্যবহারের দৃষ্টিকোণ থেকে গুরুত্বপূর্ণ প্রায় সমস্ত উল্লেখযোগ্য পরামিতিগুলিতে অন্যান্য ধরণের লেজারের চেয়ে উচ্চতর,

– সময়কাল, ফ্রিকোয়েন্সি এবং ক্ষমতার বিস্তৃত পরিসরে পালস কাস্টমাইজ করার সম্ভাবনা,

- প্রয়োজনীয় ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ শিখর শক্তি সহ ছোট ডালের একটি ক্রম সেট করার ক্ষমতা, যা প্রয়োজনীয়, উদাহরণস্বরূপ, লেজার খোদাইয়ের জন্য,

– পরামিতি ব্যাপক পছন্দ।

বিভিন্ন ধরনের লেজারের তুলনা:

প্যারামিটার	শিল্প ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয়	CO 2	YAG-Nd বাতি-পাম্প করা	ডায়োড-পাম্পযুক্ত YAG-Nd	ডায়োড লেজার
আউটপুট পাওয়ার, কিলোওয়াট	1…30	1…30	1…5	1…4	1…4	1…30
তরঙ্গদৈর্ঘ্য, µm	যতটা সম্ভব কম	10,6	1,064	1.064 বা 1.03	0,8…0,98	1,07
BPP, mm x mrad	< 10	3…6	22	22	> 200	1,3…14
দক্ষতা, %	> 20	8…10	2…3	4…6	25…30	20…25
ফাইবার বিকিরণ বিতরণ পরিসীমা	10…300	অনুপস্থিত	20…40	20…40	10…50	10..300
আউটপুট পাওয়ার স্থিতিশীলতা	যতটা সম্ভব উচ্চ	কম	কম	কম	উচ্চ	সুউচ্চ
ব্যাক-প্রতিফলন সংবেদনশীলতা	যতটা সম্ভব কম	উচ্চ	উচ্চ	উচ্চ	কম	কম
দখলকৃত এলাকা, sq.m	যতটা সম্ভব কম	10…20	11	9	4	0,5
ইনস্টলেশন খরচ, আপেক্ষিক ইউনিট	যতটা সম্ভব কম	1	1	0,8	0,2	< 0,05
অপারেশন খরচ, rel. ইউনিট	যতটা সম্ভব কম	0,5	1	0,6	0,2	0,13
রক্ষণাবেক্ষণের খরচ, সংশ্লিষ্ট ইউনিট	যতটা সম্ভব কম	1…1,5	1	4…12	4…10	0,1
বাতি বা লেজার ডায়োড প্রতিস্থাপনের ফ্রিকোয়েন্সি, ঘন্টা।	যতটুকু সম্ভব	–	300…500	2000…5000	2000…5000	> 50 000

2000w cw opto raycus pulsed fiber ytterbium লেজার 50w 100kw বাই প্রস্তুতকারক
ফাইবার সলিড-স্টেট লেজার
ধাতব কাটিং পাতলা পাতলা কাঠ ফাইবার লেজারের সাথে গভীর খোদাইয়ের দুর্দান্ত সার্নার্ক খোদাই মোড
ytterbium ফাইবার লেজার ডিভাইস
ফাইবার মেশিন লেজার বিক্রি
অপারেশন উত্পাদন নীতি Fryazino 1.65 মাইক্রন প্রযুক্তি ytterbium ক্রয় মূল্য ipg hp 1 অপটিক্যাল কাটার জন্য ধাতু খোদাই পালস অপারেশন মেশিন অপটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষমতা নিজেই করুন ডিভাইস ডায়াগ্রাম তরঙ্গদৈর্ঘ্য ঢালাই প্রস্তুতকারক তরঙ্গ কাটা

চাহিদা ফ্যাক্টর 902

ফাইবার লেজারগুলি অপটিক্যালি পাম্প করা সলিড-স্টেট লেজার হিসাবে বোঝা যায়, যার সক্রিয় উপাদানটি লেজার অ্যাক্টিভেটরগুলির সংযোজন সহ একটি ফাইবার আলো নির্দেশিকা। আলো-গাইড সিস্টেমের জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল হল নিওডিয়ামিয়াম আয়ন দ্বারা সক্রিয় তন্তুগুলির উপর ভিত্তি করে লেজারগুলি৷ নিওডিয়ামিয়াম আয়নগুলির কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য µm এবং µm সহ দুটি প্রধান লেজার লাইন রয়েছে, যা বর্ণালী পরিসরে অবস্থিত যেখানে কোয়ার্টজ ফাইবারগুলিতে আলোর ক্ষতি এবং বিচ্ছুরণ ন্যূনতম।

ভাত। 4.11। মাইক্রনের জন্য টেনশন সহ স্টেপড ফাইবারের জন্য তথ্য প্রেরণের হারের উপর রিলে বিভাগের দৈর্ঘ্যের নির্ভরতা:

1 - একটি লেজার ডায়োডের জন্য (বিসি বিভাগে বৈশিষ্ট্যগত হ্রাস ইন্টারমোড বিচ্ছুরণের কারণে) 2 - একটি sbeto-এমিটিং ডায়োডের জন্য (বৈশিষ্ট্যগত পতনটি বিভাগে ডায়োডের বিস্তৃত বর্ণালীর কারণে, এবং এর পাশাপাশি বিভাগে ফ্রিকোয়েন্সি চরিত্রগত হ্রাস)

নিওডিয়ামিয়ামের পরিবর্ধনের বর্ণালী বৈশিষ্ট্যগুলি কার্যত বাহ্যিক অবস্থার থেকে স্বাধীন; নিওডিয়ামিয়াম আয়নগুলির সর্বাধিক পরিবর্ধনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তাপমাত্রার প্রবাহ সমান, যখন সেমিকন্ডাক্টর মিডিয়ার জন্য এই পরামিতিটি হল বিকিরণকারীর ফাইবার ডিজাইন স্ট্যান্ডার্ড সংযোগকারীগুলি ব্যবহার করার অনুমতি দেয় কার্যকরভাবে ফাইবার আলো নির্দেশিকা সহ এবং একক-মোড সহ বিকিরণ প্রবর্তন করুন।

এই সুবিধা থাকা সত্ত্বেও এবং, যেমনটি নীচে দেখানো হবে, বিস্তৃত কার্যকারিতা, ফাইবার লেজারগুলি এখনও গবেষণার পর্যায় ছেড়ে যায়নি। এটি এই সত্যের দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে ফাইবার-অপটিক সিস্টেম তৈরি করার সময়, অনেকগুলি সমস্যা সু-বিকশিত সেমিকন্ডাক্টর ইমিটার ব্যবহার করে সমাধান করা হয়েছিল, বিশেষত মোটামুটি সহজ সিস্টেমগুলিতে প্রথম স্থানে প্রয়োগ করা হচ্ছে, যেখানে সেমিকন্ডাক্টর উত্সগুলির অন্যতম প্রধান সুবিধা একটি নিষ্পত্তিমূলক ভূমিকা পালন করে। - পাম্প কারেন্ট দ্বারা বিকিরণ তীব্রতার সরাসরি মড্যুলেশনের সম্ভাবনা। সলিড-স্টেট লেজারগুলিতে, বিশেষ করে নিওডিয়ামিয়াম-অ্যাক্টিভেটেড মিডিয়ার উপর ভিত্তি করে লেজারগুলিতে, পাম্প শক্তি পরিবর্তন করে বিকিরণ তীব্রতার উচ্চ-গতির মড্যুলেশন তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ অনুদৈর্ঘ্য শিথিল সময়ের কারণে মৌলিকভাবে অসম্ভব। উল্টানো জনসংখ্যাকে দ্রুত "সুইচ অন" করতে অক্ষমতা সরাসরি মড্যুলেশন ফ্রিকোয়েন্সি Hz মানগুলিতে সীমাবদ্ধ করে। আলোক-গাইড সিস্টেমের উন্নয়ন, বিশেষ করে সুসংগত অভ্যর্থনা এবং মাল্টি-চ্যানেল বর্ণালী সহ নিকট ভবিষ্যতের প্রতিশ্রুতিশীল সিস্টেম

কমপ্যাকশন ফাইবার লেজারের বিকাশকে উদ্দীপিত করে, যা শুধুমাত্র জেনারেটর হিসাবে নয়, হালকা পরিবর্ধক হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিদ্যমান ফাইবার লেজার ডিজাইন তিনটি গ্রুপে বিভক্ত করা যেতে পারে। প্রথম গোষ্ঠীর ফাইবার লেজারগুলি বেশ কয়েকটি দীর্ঘ ফাইবারের বান্ডিল এবং স্পন্দিত গ্যাস-ডিসচার্জ ল্যাম্প সহ শক্তিশালী পাম্পিং ব্যবহার করে। এই ধরনের কাঠামোতে ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া গঠিত হয় তন্তুগুলির প্রান্ত থেকে আলোর প্রতিফলন এবং মাইক্রোবেন্ড এবং অসংগতিগুলিতে ব্যাকস্ক্যাটারিংয়ের কারণে।

ভাত। 4.12। ফাইবার লেজারের ডিজাইন: একটি - শেষ পাম্পিং সহ; b - ছোট-ব্যাসের তন্তুগুলির জন্য ট্রান্সভার্স পাম্পিং সহ, c - একটি শাসকের উপর সরাসরি ফাইবার স্থাপনের সাথে - নির্গত প্ল্যাটফর্ম - লেজার রেজোনেটর মিরর, বিকিরণ থেকে স্বচ্ছ, 13 - সক্রিয় ফাইবার, 5 - অনুরণনকারী আয়না; 6 - অপটিক্যাল আঠালো, 8 - প্রতিফলক, 9 - কাচের সিলিন্ডার, 10, 12 - রেডিয়েটার; 11, 14 - LED লাইন

টিউব পাম্পিং একটি একক পাসে উচ্চ লাভ অর্জন করা সম্ভব করে, তবে বাধ্যতামূলক তরল কুলিং সিস্টেম এবং প্রচুর পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা প্রয়োজন, যা দৃশ্যত ছোট আকারের ডিভাইস তৈরিকে অবাস্তব করে তোলে। এই অর্থে কিছু সম্ভাবনা গ্যাস-ডিসচার্জ মাইক্রোল্যাম্প ব্যবহারের মধ্যে থাকতে পারে। ল্যাম্প-পাম্পড ডিজাইনের সুবিধার মধ্যে রয়েছে ট্রাভেলিং-ওয়েভ অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার এবং মোটামুটি উচ্চ (~30-40 ডিবি) লাভ সহ পুনর্জন্মমূলক পরিবর্ধক হিসাবে ব্যবহার করার সম্ভাবনা।

ফাইবার লেজার ডিজাইনের দ্বিতীয় গ্রুপে নিওডিয়ামিয়াম আয়নযুক্ত স্বল্প দৈর্ঘ্যের মনোক্রিস্টালাইন এবং গ্লাস ফাইবার ব্যবহার করা হয়। পাম্পিং একটি সেমিকন্ডাক্টর লেজার বা LED সঙ্গে ফাইবার শেষ মাধ্যমে বাহিত হয়. একটি GaAlAs GVD-এর উপর ভিত্তি করে একটি অর্ধপরিবাহী নির্গমনকারীর নির্গমন বর্ণালীর সাথে প্রায় কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের নিওডিয়ামিয়ামের তীব্র শোষণ লাইনগুলির সাথে মিল করে একটি যথেষ্ট উচ্চ পাম্প দক্ষতা অর্জন করা হয়।

0.81 µm দ্বিতীয় গ্রুপের ফাইবার লেজারের নকশা চিত্রে পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে। 4.12, ক. সক্রিয় মাধ্যমের কম লাভের কারণে, লেজার গহ্বর গঠিত হয়

উচ্চ প্রতিফলন সঙ্গে অস্তরক আয়না. নিওডিয়ামিয়াম সহ ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট এবং নিওডিয়ামিয়াম সহ গ্লাস কোয়ার্টজ ফাইবার দিয়ে তৈরি মনোক্রিস্টালাইন ফাইবারগুলির উপর ভিত্তি করে লেজারগুলির এই নকশা রয়েছে। একটি স্ফটিক ফাইবারে একটি ক্রিপ্টন লেজার দ্বারা শেষ-পাম্পিং এবং রুবি ফাইবারে একটি আর্গন লেজার দ্বারা পাম্পিং সহ প্রজন্মের রিপোর্ট রয়েছে৷ একটি ফাইবার জ্যামিতি সহ একটি ক্রিস্টাল ব্যবহার করার সময় সর্বোত্তম ফলাফল পাওয়া যায়, 0.5 সেমি লম্বা এবং 80 μm ব্যাস। বাহ্যিক অনুরণনকারী (চিত্র 4.12, a) একটি অস্তরক আবরণ সহ আয়না দ্বারা গঠিত হয়েছিল, যার একটিতে মাইক্রোন সহ লেজার বিকিরণের জন্য একটি প্রতিফলন ছিল এবং শুধুমাত্র পাম্প বিকিরণের জন্য, লেজার বিকিরণের জন্য একই উচ্চ প্রতিফলন সহ দ্বিতীয় আয়নাটি পাম্পকে প্রতিফলিত করেছিল। বেশ ভাল আলো আয়নাগুলি ফাইবারের প্রান্তের প্রায় কাছাকাছি অবস্থিত ছিল। পাম্পিং 85 μm এর নির্গমন এলাকা ব্যাস সহ একটি পৃষ্ঠ LED দ্বারা বাহিত হয়েছিল। থ্রেশহোল্ড পাম্প শক্তি ছিল

এই ডিজাইনের ফাইবার লেজারের প্রধান সুবিধা হল কম শক্তি খরচ এবং সামগ্রিক মাত্রা। প্রধান অসুবিধা: শেষ পাম্পিং সার্কিট 1 সেন্টিমিটারের বেশি দৈর্ঘ্যের ফাইবার অংশগুলি ব্যবহার করার অনুমতি দেয় না, যা আউটপুট শক্তিকে সীমাবদ্ধ করে। উপরন্তু, এই লেজারগুলির উত্পাদন এবং প্রান্তিককরণ প্রযুক্তি জটিল, এবং এক প্রান্তে একটি পাম্প LED উপস্থিতি একটি অপটিক্যাল সংকেত পরিবর্ধক হিসাবে লেজারের ব্যবহারকে জটিল করে তোলে।

এলইডি বার দ্বারা ট্রান্সভার্স পাম্পিং সহ মাল্টি-টার্ন ফাইবার লেজার (চিত্র তৃতীয় গোষ্ঠীর নকশা উপস্থাপন করে। এলইডি বারে গ্লাস ফাইবারের বেশ কয়েকটি বাঁক স্থাপন করা হয়, যার মূল অংশ নিওডিয়ামিয়াম আয়ন দ্বারা সক্রিয় হয়। একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে নকশা প্রথম এবং দ্বিতীয় গোষ্ঠীর ফাইবার লেজারগুলির সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে এবং তাদের বেশিরভাগ অসুবিধাগুলি থেকে মুক্ত। পাম্প উত্স হিসাবে সেমিকন্ডাক্টর ইমিটারগুলির ব্যবহার এই ধরনের সিস্টেমগুলিকে আকারে বেশ ছোট করে তোলে, একটি ট্রান্সভার্স পাম্পিং স্কিম এবং ফাইবারের দীর্ঘ অংশগুলির ব্যবহার করে এক পাসে মোটামুটি বড় লাভ পাওয়া সম্ভব। একটি ট্রান্সভার্সলি পাম্প করা স্কিমে ফাইবার লাইট গাইডের ছোট ব্যাসের কারণে, উচ্চ আয়ন ঘনত্ব সহ কাচের তন্তুগুলির ব্যবহার কার্যকর নিওডিয়ামিয়াম এবং সেই অনুযায়ী, উচ্চ শোষণ সহগ পাম্প লাইট। এই ধরনের বৈশিষ্ট্যগুলি নিওডিয়ামিয়াম আল্ট্রাফসফেট দিয়ে তৈরি ফাইবার দ্বারা আবিষ্ট হয়। LED স্ট্রিপগুলিতে মাল্টি-টার্ন ফাইবার স্থাপন বিভিন্ন উপায়ে করা যেতে পারে। এইভাবে, প্রায় 1 মিমি (চিত্র 4.12, খ) ব্যাস সহ একটি কাচের সিলিন্ডারের মাধ্যমে ফাইবারের একটি টুকরো বারবার টেনে নেওয়া হয়, যার বাইরের পৃষ্ঠে একটি প্রতিফলিত আবরণ প্রয়োগ করা হয়।

পাম্প বিকিরণ ব্যবহার দক্ষতা বৃদ্ধি. এই পদ্ধতিটি একটি ছোট বাইরের ব্যাস (µm) সহ তন্তুগুলির জন্য পছন্দ করা হয়। বৃহত্তর ব্যাসের ফাইবারগুলি LED লাইনের টার্ন টু টার্নের উপর রাখা যেতে পারে (চিত্র 4.12, গ)। উভয় ডিজাইনই ট্রাভেলিং-ওয়েভ অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ার হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেখানে লাইট গাইডের এক প্রান্তে অ্যামপ্লিফায়ার ইনপুট এবং অন্যটি আউটপুট। ফাইবারগুলির প্রান্তে মিরর আবরণ প্রয়োগ একটি ফেব্রি-পেরট ফাইবার রেজোনেটর দিয়ে লেসিং করার অনুমতি দেয়।

সক্রিয় অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে লেজার প্রক্রিয়াগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়ার অনুপস্থিতিতে নির্দিষ্ট লেজার প্রজন্মের উপস্থিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ভাত। 4.13। ফাইবার আলো নির্দেশিকা: একটি - একটি সক্রিয় কোর এবং একটি প্যাসিভ ক্ল্যাডিং সহ; b - একটি প্যাসিভ কোর এবং একটি সক্রিয় শেল সহ (2)

এটি ভলিউমেট্রিক সক্রিয় উপাদানের উপর ভিত্তি করে ফাইবার লেজার এবং লেজারগুলির মধ্যে প্রধান পার্থক্য। সেমিকন্ডাক্টর এলইডি-তে সুপারলুমিনেসেন্স শাসনের কাছাকাছি এই প্রক্রিয়াটির সারমর্ম ব্যাখ্যা করার জন্য, আসুন আলোর নির্দেশিকাটির কিছু প্রাথমিক বিভাগ বিবেচনা করি যেখানে একটি উল্টানো জনসংখ্যা তৈরি হয় (চিত্র 4.13, ক)। স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন সব দিকে সমান সম্ভাবনার সাথে ঘটে, কিন্তু বিকিরণ, দুটি কোণে ঘনীভূত হয় যার ফাইবারের সাথে একটি সাধারণ অক্ষ রয়েছে এবং 20 এর খোলার কোণ দ্বারা নির্ধারিত হয়, কোরটি ছেড়ে যায় না। এখানে

কোর এবং ক্ল্যাডিং এর প্রতিসরাঙ্ক সূচকগুলি যথাক্রমে।এই বিকিরণটি ফাইবারের প্রাকৃতিক দোলনকে (মোড) উত্তেজিত করে, যা ফাইবার বরাবর ডান এবং বাম দিকে প্রচারের সময় উদ্দীপিত নির্গমন দ্বারা প্রসারিত হয় (চিত্র 4.13, ক)। সক্রিয় ফাইবার কোরের অন্য কোনো প্রাথমিক বিভাগের জন্য একই চিত্র পরিলক্ষিত হয়। এই ধরনের একটি ফাইবার আলোর উৎসের আউটপুটে, বিকিরণ অপসারণ প্রায় ফাইবারের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার দ্বারা নির্ধারিত হয়

যতক্ষণ পর্যন্ত একটি সক্রিয় আলো নির্দেশিকায় একে অপরের দিকে প্রচারিত আলোক তরঙ্গের তীব্রতা লাভকে পরিপূর্ণ করে এমন মানের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম হয়, ততক্ষণ পর্যন্ত প্রতিপ্রচারকারী তরঙ্গগুলি স্বাধীন, সেইসাথে আলোক নির্দেশকের বিভিন্ন মোড দ্বারা স্থানান্তরিত শক্তিগুলি। এই অবস্থার অধীনে, উদ্দীপিত নির্গমনের কারণে স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনের পরিবর্ধন প্রক্রিয়া সম্পৃক্ততা ছাড়াই এবং স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনকে বিবেচনায় নিয়ে একটি লেজার পরিবর্ধকের সুপরিচিত সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়। একটি ফাইবার দৈর্ঘ্যের সক্রিয় অংশের আউটপুটে একটি মোডে রেডিয়েশনের বর্ণালী শক্তি ঘনত্ব (চিত্র 4.13, ক) এর সমান

এখানে প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক; - হালকা কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি; - উপরের এবং নিম্ন লেজার স্তরের জনসংখ্যা; - প্রতি ইউনিট দৈর্ঘ্য লাভ, যেখানে জোরপূর্বক স্থানান্তরের জন্য আইনস্টাইন সহগ আছে; - বর্ণালী লাভ লাইনের স্বাভাবিক আকৃতি; c হল আলোর গতি। সর্বাধিক উত্পাদিত শক্তি ফাইবারের দৈর্ঘ্য দ্বারা সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে বা, অনুরণনকারী সহ লেজারগুলির মতো, স্যাচুরেশন দ্বারা। স্বাভাবিকভাবেই, পরিবর্ধন প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রজন্মের বর্ণালীটি লুমিনেসেন্স বর্ণালীর তুলনায় সংকীর্ণ হয় কারণ রেখার কেন্দ্রে বর্ণালী উপাদানগুলি আরও বিবর্ধিত হয়। বর্ণালীর প্রস্থ লাভ এবং আকৃতি দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং অনুরণন যন্ত্রের অনুপস্থিতির কারণে নির্গমন বর্ণালী ক্রমাগত থাকে।

বিবেচনাধীন নির্দিষ্ট ফাইবার লেজার প্রক্রিয়ার তিনটি উল্লেখযোগ্য দিক রয়েছে।

1. সক্রিয় ফাইবার আলো গাইড একটি অপটিক্যাল অনুরণন ছাড়া একটি আলোর উৎস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে.

2. একটি ঐতিহ্যগত গহ্বর নকশা ব্যবহার করে ফাইবার লেজার তৈরি করার সময়, এটি বিবেচনা করা প্রয়োজন যে বিবেচিত প্রক্রিয়াটি এক পাসে স্যাচুরেশন অর্জন করতে পারে, যার ফলস্বরূপ প্রতিক্রিয়াটি তার অর্থ হারাবে। এই ক্ষেত্রে, এবং এর মানগুলি অবশ্যই বেছে নেওয়া উচিত যাতে তারা সেই মান থেকে দূরে থাকে যা লাভকে পরিপূর্ণ করে।

3. ফাইবার অপটিক্যাল এমপ্লিফায়ারে, আলোচ্য প্রক্রিয়ার ফলে আলোর উৎপন্ন হয় শব্দের প্রধান উৎস। একটি মোডে নয়েজ পাওয়ার বর্ণালী ঘনত্ব, অ্যামপ্লিফায়ার ইনপুটে পুনঃগণনা করা হয়, সূত্র (4.12) থেকে অনুসরণ করা হয়, এর সমান

একটি চার-স্তরের সিস্টেমে, যেমন নিওডিয়ামিয়াম লেজার স্তরের সার্কিট, সাধারণত উচ্চ লাভে

ভলিউম্যাট্রিক পরিবর্ধকগুলিতে, পরিবর্ধিত স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনের শব্দকে দীর্ঘকাল ধরে মৌলিকভাবে অপরিবর্তনীয় হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছে (দেখুন, উদাহরণস্বরূপ, কাজ), তবে, ফাইবার পরিবর্ধকগুলিতে, চিত্রে দেখানো আলো নির্দেশিকা ব্যবহার করার সময় এর স্তর উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে। 4.13, 6. একক-মোড ফাইবার, যার মূল অংশটি কোয়ার্টজ গ্লাস দিয়ে তৈরি একটি সংযোজক যা প্রতিসরণ সূচক বাড়ায়, উদাহরণস্বরূপ, নিওডিয়ামিয়াম আয়ন দ্বারা সক্রিয় কাচের ক্ল্যাডিং রয়েছে। ক্ল্যাডিংয়ে একটি বিপরীত জনসংখ্যার সৃষ্টি একটি কার্যকর লাভের সাথে মূল মোডের পরিবর্ধনের দিকে পরিচালিত করে

শেলের মধ্যে লাভ কোথায়; - কোর মোড পাওয়ারের অংশ যা ক্ল্যাডিংয়ে প্রচার করে; P হল এই মোড দ্বারা বাহিত মোট শক্তি। ফাইবার প্যারামিটার 0.6 থেকে 2.4048 এ পরিবর্তিত হলে অনুপাত 0.99 থেকে 0.1 এ পরিবর্তিত হয়। যখন কোরটি কার্যকরভাবে মূল মোডকে তার নিজের কাছাকাছি ক্ষেত্রটিকে স্থানীয়করণ করে নির্দেশ করতে শুরু করে, দ্বিতীয় মোডটি উত্তেজিত হয়। সূত্রটি একইভাবে প্রাপ্ত হয়েছিল যেমন একটি ক্ল্যাডিং সহ একটি ফাইবারের অ্যাটেন্যুয়েশন সহগের জন্য অভিব্যক্তি যেখানে বিকিরণ ক্ষতি ঘটে যা ফাইবারগুলির থেকে নিম্নমানের। পূর্বের উল্লেখযোগ্য অসুবিধাগুলি হল অ্যামপ্লিফিকেশন লাইনের তাপমাত্রার অস্থিরতা (মাইক্রোনের জন্য), অ্যামপ্লিফায়ারের প্ল্যানার লাইট গাইডের সাথে একক-মোড ফাইবার লাইট গাইড সংযোগ করার সময় উল্লেখযোগ্য ক্ষতি এবং উচ্চ স্তরের শব্দ শক্তি - সুপারলুমিনেসেন্স রেডিয়েশন।

ফাইবার লেজারগুলি নতুন ধরণের FOD তৈরির সম্ভাবনা উন্মুক্ত করে। সংবেদনশীল উপাদান, যা একটি ফাইবার আলো নির্দেশিকা, এখানে একটি ফাইবার রিং বা রৈখিক লেজার অনুরণনের অংশ।

ভাত। 4.14। বিতরণ করা প্রতিক্রিয়া (a) এবং ব্র্যাগ মিরর (b): 1 - সক্রিয় কোর সহ একক-ফ্রিকোয়েন্সি ফাইবার লেজার; 2 - একটি পর্যায়ক্রমিক গঠন সঙ্গে শেল

বাহ্যিক কারণের প্রভাবের অধীনে আলোক দোলনের পর্যায়ে একটি পরিবর্তন লেজারের বিভিন্ন মোডের প্রজন্মের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যায়। বাহ্যিক প্রভাব সম্পর্কে তথ্য ইন্টারমোড বিটের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের মধ্যে রয়েছে। একটি রিং রেজোনেটর সহ একটি ফাইবার লেজারের উপর ভিত্তি করে, যা হালকা গাইডের প্রান্তগুলিকে ঢালাই করে বা তাদের বিচ্ছিন্ন করে উপলব্ধি করা হয়, একটি ছোট আকারের লেজার ফাইবার জাইরোস্কোপ তৈরি করা বেশ সহজ।

স্থিতিশীল একক-ফ্রিকোয়েন্সি ফাইবার লেজারগুলি একটি বিতরণ করা প্রতিক্রিয়া বা বিতরণ করা ব্র্যাগ প্রতিফলন নকশা হিসাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি করার জন্য, একটি ফাইবার প্রতিফলিত বর্ণালী ফিল্টার ফাইবারের নির্দিষ্ট বিভাগে তৈরি করা হয় একটি পদ্ধতি ব্যবহার করে যা নীচে বর্ণিত হবে (অনুচ্ছেদ 4.8 দেখুন) (চিত্র 4.14)। এই ধরনের উত্স ফেজ জল ডায়োড ব্যবহার করা যেতে পারে.

সুপারলুমিনেসেন্ট ফাইবার লেজারগুলির ব্যবহার প্যাসিভ ফাইবার জাইরোস্কোপগুলির নকশাকে সহজ করা এবং ভলিউমেট্রিক উপাদানগুলির উপস্থিতির কারণে শব্দের মাত্রা হ্রাস করে তাদের সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি করা সম্ভব করে তোলে। রিং ইন্টারফেরোমিটার এবং জাইরোস্কোপগুলিতে, উত্স বিকিরণ এবং ভলিউমেট্রিক উপাদানগুলির সংখ্যা হ্রাসের সাথে শব্দের স্তর হ্রাস পায় (বিভাগ 3.6 দেখুন)। একটি ফাইবার উত্সে, এটি নিশ্চিত করা সহজ যে বিকিরণের সুসংগত দৈর্ঘ্য আবর্তন এবং অ-পারস্পরিক প্রভাবের কারণে ইন্টারফেরোমিটারের কাউন্টারপ্রপাগেটিং তরঙ্গগুলির মধ্যে পথের পার্থক্যের চেয়ে বেশি। সুপারলুমিনেসেন্ট ফাইবার লেজারগুলির একটি এনএম স্পেকট্রাম প্রস্থ এবং একটি মোটামুটি উচ্চ পালস শক্তি রয়েছে৷ এই জাতীয় উত্স

স্ট্যান্ডার্ড কাপলার ব্যবহার করে একটি ফাইবার রিং ইন্টারফেরোমিটারের সাথে সংযোগ করে।