ফাইবার লেজার, লেজার প্রযুক্তির উন্নয়নে একটি প্রধান স্রোত দিক হিসাবে, চমৎকার কর্মক্ষমতা, উচ্চ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল রূপান্তর দক্ষতা, ভাল বীম মান, এবং স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা গর্ব।এগুলি শিল্প প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছেলেজার প্রসেসিংয়ের জন্য বাজারের চাহিদার কারণে, শিল্প-গ্রেডের দশ কিলোওয়াট ফাইবার লেজারের শক্তি ক্রমাগত উপরের সীমা অতিক্রম করছে,২০১৭ সালে ১২০ কিলোওয়াট লেজার পাওয়ার অর্জনতবে লেজার তাপীয় ব্যবস্থাপনার সমস্যা, অ-রৈখিক প্রভাব এবং অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার পরিমাপ প্রযুক্তির কারণে,অতি উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজারের আউটপুট শক্তি কোন নতুন অগ্রগতি হয়েছে.
বিডব্লিউটি বেইজিং লিমিটেড (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, একটি উচ্চ-কার্যকারিতা অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্ম নির্মাণ, এবং 150 kW অতি-উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজার উচ্চ রেখাযুক্ত মানের লেজার আউটপুট বাস্তবায়ন।বিডব্লিউটি-র গবেষকরা অপটিক্যাল চাপের নীতির উপর ভিত্তি করে একটি অতি উচ্চ ক্ষমতা পরিমাপ প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছেনচীনের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব মেট্রোলজি কর্তৃক সার্টিফাইড এই প্ল্যাটফর্মটি ১৫০ কিলোওয়াট পূর্ণ শক্তি লেজার পরিমাপ করতে সক্ষম।
বিডব্লিউটি ১৫০ কিলোওয়াট ইন্ডাস্ট্রিয়াল গ্রেডের অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজার অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন বীম সংমিশ্রণ প্রযুক্তি গ্রহণ করে।চিপ ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে একাধিক উচ্চ-ইন্টিগ্রেটেড 6 কিলোওয়াট অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মের শক্তি সংশ্লেষণের জন্য একটি এন × 1 সংকেত সংমিশ্রণ ব্যবহার করেমাল্টি-ইনফরমেশন ফিউশন লেজার ইন্টেলিজেন্ট মনিটরিং প্রযুক্তির সাথে মিলিয়ে এটি স্থিতিশীল লেজার আউটপুট অর্জন করে এবং শিল্পের শীর্ষস্থানীয় পাওয়ার-টু-ভলিউম অনুপাত (36.76 kW/m3) বৈশিষ্ট্যযুক্ত।এর বাহ্যিক মাত্রা ১৮০০ মিমি × ১৩০০ মিমি × ১৭৪৫ মিমিচিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে, প্রতিটি অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মে স্বনির্মিত উচ্চ-শক্তির রামান গ্রিজগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা লেজার বর্ণালীটির উদ্দীপিত রামান ছড়িয়ে পড়া কার্যকরভাবে দমন করে।পূর্ণ শক্তি সংশ্লেষণের পর, এটি একটি রামান সংকেত-শব্দ অনুপাত অর্জন করতে পারে 36,5 dB@150 kW, চিত্র 2 এর বাম চিত্র দেখানো হয়েছে।উচ্চ-শক্তির সংকেত সংযোজকটি অ্যাডায়াব্যাটিক কোপিং এবং ক্ষতিহীন ফিউশন প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, যা শিল্পের সমস্যা সমাধান করে যেমন নিম্ন আলো সংমিশ্রণ দক্ষতা এবং রাশির গুণমানের অবনতি। সংকেত সংমিশ্রণের রাশির সংমিশ্রণ দক্ষতা 97.1%।ইন্টিগ্রেটেড ওয়াটার-কুলিং প্রযুক্তি অপটিক্যাল মডিউলের গরম করার সমস্যা সমাধান করে, সিগন্যাল সংযোজক, এবং উচ্চ ক্ষমতা আউটপুট মাথা। উচ্চ ক্ষমতা আউটপুট মাথা একটি 200 μm কোর ব্যাসার্ধ আউটপুট ফাইবার, 20 মিটার দৈর্ঘ্য ব্যবহার করে,এবং উচ্চ ক্ষমতা অর্জনের জন্য বিম ডিভার্জেন্স কোণ সংকোচন এবং উচ্চতর আদেশ মোড ফিল্টারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, উচ্চ উজ্জ্বলতা লেজার আউটপুট। সমগ্র মেশিনের বিম গুণমান পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং গুণমানের ফ্যাক্টর M2=24.42 (বিম প্যারামিটার পণ্য BPP 8.4 মিমি · এমআরএডি) ।পরীক্ষার ফলাফল এবং স্পট ইমেজগুলি চিত্র ২ এর ডানদিকে প্রদর্শিত হয়েছে.
১৫০ কিলোওয়াট লেজারের সঠিক পরিমাপ অর্জনের জন্য, একটি অতি উচ্চ-শক্তির অপটিক্যাল চাপ পরিমাপ সিস্টেম তৈরি করা হয়েছিল। এই সিস্টেমে লেজারটি পরিমাপ করা হবে, একটি উচ্চ-শক্তির কলিম্যাটর মাথা,একটি অপটিক্যাল চাপ ক্ষমতা মিটার, এবং একটি উচ্চ ক্ষমতা লেজার সংগ্রহ সিস্টেম।collimated লেজার শক্তি মিটার তিনটি প্রতিফলন পর আউটপুট উইন্ডো থেকে আউটপুট হয় এবং একটি স্বনির্মিত অতি উচ্চ ক্ষমতা লেজার সংগ্রহ সিস্টেম দ্বারা সংগৃহীত, যেমন চিত্র 3 তে দেখানো হয়েছে। 100% আউটপুট অবস্থার অধীনে, লেজারের পরিমাপ করা শক্তি 150.34 kW, যেমন চিত্র 4 তে দেখানো হয়েছে। 20-100 kW এর পাওয়ার পরিসরে,একটি তুলনামূলক যাচাইকরণ পরীক্ষা সম্পন্ন করা হয়েছে ক্যালোরিমেট্রিক 120 kW পাওয়ার মিটার (Ophir 120K-W) এবং অপটিকাল চাপ পাওয়ার মিটার এর মধ্যে ছয়টি পাওয়ার পয়েন্ট দিয়েফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে দুটি পরিমাপ পদ্ধতির মধ্যে পাওয়ার বিচ্যুতি সমস্ত পাওয়ার সেগমেন্টগুলিতে তুলনামূলকভাবে ধারাবাহিক ছিল, সর্বাধিক আপেক্ষিক বিচ্যুতি ≤1.5%,পরীক্ষার সিস্টেমের নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা যাচাই করা.
সংক্ষেপে বলতে গেলে, এই ফাইবার লেজারটি ৩৬.৫ ডিবি এবং এম২=২৪ এর বিম কোয়ালিটি ফ্যাক্টর সহ রামান সিগন্যাল-রশ্মি অনুপাতের সাথে ১৫০ কিলোওয়াট গড় পাওয়ার আউটপুট অর্জন করতে পারে।42এটি উচ্চ শক্তি, উচ্চ উজ্জ্বলতা এবং উচ্চ স্থিতিশীলতার বৈশিষ্ট্যযুক্ত, অতি ঘন প্লেট প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা পূরণ করে এবং উত্পাদন শিল্পের বিকাশে নতুন প্রাণশক্তি ইনজেক্ট করে।
Fig.1 150 kW শিল্প অতি উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজারের স্কিম্যাটিক নকশা
চিত্র ২। ১৫০ কিলোওয়াট উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজারের অপটিক্যাল স্পেকট্রাম (বামে) এবং রশ্মির গুণমান পরীক্ষা (খ)
Fig.3 আলোর চাপ নীতির উপর ভিত্তি করে অতি উচ্চ ক্ষমতা লেজার পরিমাপ সিস্টেমের স্কিম্যাটিক চিত্র
আলোর চাপ নীতির উপর ভিত্তি করে লেজার পরিমাপ সিস্টেমের মধ্যে পরিমাপ শক্তি তুলনা
ফাইবার লেজার, লেজার প্রযুক্তির উন্নয়নে একটি প্রধান স্রোত দিক হিসাবে, চমৎকার কর্মক্ষমতা, উচ্চ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল রূপান্তর দক্ষতা, ভাল বীম মান, এবং স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা গর্ব।এগুলি শিল্প প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছেলেজার প্রসেসিংয়ের জন্য বাজারের চাহিদার কারণে, শিল্প-গ্রেডের দশ কিলোওয়াট ফাইবার লেজারের শক্তি ক্রমাগত উপরের সীমা অতিক্রম করছে,২০১৭ সালে ১২০ কিলোওয়াট লেজার পাওয়ার অর্জনতবে লেজার তাপীয় ব্যবস্থাপনার সমস্যা, অ-রৈখিক প্রভাব এবং অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার পরিমাপ প্রযুক্তির কারণে,অতি উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজারের আউটপুট শক্তি কোন নতুন অগ্রগতি হয়েছে.
বিডব্লিউটি বেইজিং লিমিটেড (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, একটি উচ্চ-কার্যকারিতা অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্ম নির্মাণ, এবং 150 kW অতি-উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজার উচ্চ রেখাযুক্ত মানের লেজার আউটপুট বাস্তবায়ন।বিডব্লিউটি-র গবেষকরা অপটিক্যাল চাপের নীতির উপর ভিত্তি করে একটি অতি উচ্চ ক্ষমতা পরিমাপ প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছেনচীনের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব মেট্রোলজি কর্তৃক সার্টিফাইড এই প্ল্যাটফর্মটি ১৫০ কিলোওয়াট পূর্ণ শক্তি লেজার পরিমাপ করতে সক্ষম।
বিডব্লিউটি ১৫০ কিলোওয়াট ইন্ডাস্ট্রিয়াল গ্রেডের অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজার অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন বীম সংমিশ্রণ প্রযুক্তি গ্রহণ করে।চিপ ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে একাধিক উচ্চ-ইন্টিগ্রেটেড 6 কিলোওয়াট অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মের শক্তি সংশ্লেষণের জন্য একটি এন × 1 সংকেত সংমিশ্রণ ব্যবহার করেমাল্টি-ইনফরমেশন ফিউশন লেজার ইন্টেলিজেন্ট মনিটরিং প্রযুক্তির সাথে মিলিয়ে এটি স্থিতিশীল লেজার আউটপুট অর্জন করে এবং শিল্পের শীর্ষস্থানীয় পাওয়ার-টু-ভলিউম অনুপাত (36.76 kW/m3) বৈশিষ্ট্যযুক্ত।এর বাহ্যিক মাত্রা ১৮০০ মিমি × ১৩০০ মিমি × ১৭৪৫ মিমিচিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে, প্রতিটি অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মে স্বনির্মিত উচ্চ-শক্তির রামান গ্রিজগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা লেজার বর্ণালীটির উদ্দীপিত রামান ছড়িয়ে পড়া কার্যকরভাবে দমন করে।পূর্ণ শক্তি সংশ্লেষণের পর, এটি একটি রামান সংকেত-শব্দ অনুপাত অর্জন করতে পারে 36,5 dB@150 kW, চিত্র 2 এর বাম চিত্র দেখানো হয়েছে।উচ্চ-শক্তির সংকেত সংযোজকটি অ্যাডায়াব্যাটিক কোপিং এবং ক্ষতিহীন ফিউশন প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, যা শিল্পের সমস্যা সমাধান করে যেমন নিম্ন আলো সংমিশ্রণ দক্ষতা এবং রাশির গুণমানের অবনতি। সংকেত সংমিশ্রণের রাশির সংমিশ্রণ দক্ষতা 97.1%।ইন্টিগ্রেটেড ওয়াটার-কুলিং প্রযুক্তি অপটিক্যাল মডিউলের গরম করার সমস্যা সমাধান করে, সিগন্যাল সংযোজক, এবং উচ্চ ক্ষমতা আউটপুট মাথা। উচ্চ ক্ষমতা আউটপুট মাথা একটি 200 μm কোর ব্যাসার্ধ আউটপুট ফাইবার, 20 মিটার দৈর্ঘ্য ব্যবহার করে,এবং উচ্চ ক্ষমতা অর্জনের জন্য বিম ডিভার্জেন্স কোণ সংকোচন এবং উচ্চতর আদেশ মোড ফিল্টারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, উচ্চ উজ্জ্বলতা লেজার আউটপুট। সমগ্র মেশিনের বিম গুণমান পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং গুণমানের ফ্যাক্টর M2=24.42 (বিম প্যারামিটার পণ্য BPP 8.4 মিমি · এমআরএডি) ।পরীক্ষার ফলাফল এবং স্পট ইমেজগুলি চিত্র ২ এর ডানদিকে প্রদর্শিত হয়েছে.
১৫০ কিলোওয়াট লেজারের সঠিক পরিমাপ অর্জনের জন্য, একটি অতি উচ্চ-শক্তির অপটিক্যাল চাপ পরিমাপ সিস্টেম তৈরি করা হয়েছিল। এই সিস্টেমে লেজারটি পরিমাপ করা হবে, একটি উচ্চ-শক্তির কলিম্যাটর মাথা,একটি অপটিক্যাল চাপ ক্ষমতা মিটার, এবং একটি উচ্চ ক্ষমতা লেজার সংগ্রহ সিস্টেম।collimated লেজার শক্তি মিটার তিনটি প্রতিফলন পর আউটপুট উইন্ডো থেকে আউটপুট হয় এবং একটি স্বনির্মিত অতি উচ্চ ক্ষমতা লেজার সংগ্রহ সিস্টেম দ্বারা সংগৃহীত, যেমন চিত্র 3 তে দেখানো হয়েছে। 100% আউটপুট অবস্থার অধীনে, লেজারের পরিমাপ করা শক্তি 150.34 kW, যেমন চিত্র 4 তে দেখানো হয়েছে। 20-100 kW এর পাওয়ার পরিসরে,একটি তুলনামূলক যাচাইকরণ পরীক্ষা সম্পন্ন করা হয়েছে ক্যালোরিমেট্রিক 120 kW পাওয়ার মিটার (Ophir 120K-W) এবং অপটিকাল চাপ পাওয়ার মিটার এর মধ্যে ছয়টি পাওয়ার পয়েন্ট দিয়েফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে দুটি পরিমাপ পদ্ধতির মধ্যে পাওয়ার বিচ্যুতি সমস্ত পাওয়ার সেগমেন্টগুলিতে তুলনামূলকভাবে ধারাবাহিক ছিল, সর্বাধিক আপেক্ষিক বিচ্যুতি ≤1.5%,পরীক্ষার সিস্টেমের নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা যাচাই করা.
সংক্ষেপে বলতে গেলে, এই ফাইবার লেজারটি ৩৬.৫ ডিবি এবং এম২=২৪ এর বিম কোয়ালিটি ফ্যাক্টর সহ রামান সিগন্যাল-রশ্মি অনুপাতের সাথে ১৫০ কিলোওয়াট গড় পাওয়ার আউটপুট অর্জন করতে পারে।42এটি উচ্চ শক্তি, উচ্চ উজ্জ্বলতা এবং উচ্চ স্থিতিশীলতার বৈশিষ্ট্যযুক্ত, অতি ঘন প্লেট প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা পূরণ করে এবং উত্পাদন শিল্পের বিকাশে নতুন প্রাণশক্তি ইনজেক্ট করে।
Fig.1 150 kW শিল্প অতি উচ্চ ক্ষমতা ফাইবার লেজারের স্কিম্যাটিক নকশা
চিত্র ২। ১৫০ কিলোওয়াট উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন ফাইবার লেজারের অপটিক্যাল স্পেকট্রাম (বামে) এবং রশ্মির গুণমান পরীক্ষা (খ)
Fig.3 আলোর চাপ নীতির উপর ভিত্তি করে অতি উচ্চ ক্ষমতা লেজার পরিমাপ সিস্টেমের স্কিম্যাটিক চিত্র
আলোর চাপ নীতির উপর ভিত্তি করে লেজার পরিমাপ সিস্টেমের মধ্যে পরিমাপ শক্তি তুলনা
