Transmisia cu laser în fibre cu miez solid-luptează să mențină simultan calitatea ridicată a fasciculului și puterea ridicată, limitându-și drastic aplicațiile industriale. Recent, o echipă de cercetare de la Laboratorul de lumină Nanhu de la Universitatea Națională de Tehnologia Apărării, în colaborare cu instituții relevante, a realizat prima-transmisie eficientă și stabilă din toate-fibră a unui laser de mare-putere de 2 kW pe o distanță ultra-lungă de 2,45 kilometri utilizând fibră tubulară-. Această descoperire marchează tranziția transmisiei de energie de-putere mare,-la distanță lungă prin fibra cu miez-de la explorarea teoretică la aplicația practică de inginerie.
În ultimii ani, cererea de transmisie flexibilă,-la distanță lungă a laserelor-de mare putere a crescut semnificativ. Cu toate acestea, fibrele tradiționale cu miez solid-poate transmite o putere de numai 5kW pe 20 de metri, iar distanța de transmisie scade la doar 3 metri la 8kW-mult sub cerințele industriale. În comparație cu fibrele cu miez-solide, fibrele cu miez-cav oferă avantaje precum latența scăzută, pierderi reduse și coeficienți neliniari mici. Cu toate acestea, sistemele existente de transmisie cu laser de mare putere-care folosesc fibre cu miez-cav se bazează în principal pe componente optice precum lentilele, făcându-le susceptibile la influențele mediului și având ca rezultat o stabilitate slabă. Prin urmare, dezvoltarea tehnologiei complet-cuplate cu fibră este calea cheie pentru construirea de sisteme laser cu fibră goală-stabile, compacte și practice.
Dr. Shi Jing, primul autor al lucrării, a explicat că pentru a obține un sistem „toate-fibre” cu adevărat stabil și eficient, echipa a proiectat o fibră cu nucleu tubular cu cinci-tuburi duble-imbricate anti{-rezonantă-cav-cu modul-câmp care se potrivește cu fibra-miez solid. Prin optimizarea simulării, au determinat parametrii structurali optimi și au tras cu succes fibre cu miez-cu pierderi ultra-scăzute-cu pierderi-. Echipa a depășit provocările legate de îmbinarea prin fuziune cu-pierdere redusă între fibrele de cuarț și cu miez-cav, potrivirea modului de câmp și tehnologia de-putere mare-capping end fibre. Ei au realizat prima transmisie laser de mare-distanță-de putere mare din lume printr-o structură de miez-tub-din fibre, menținând o calitate a fasciculului aproape de-difracție-limitată. Atât puterea transmisă, cât și distanța reprezintă cele mai înalte niveluri la nivel internațional.
„Deși distanța de transmisie de 2,45 kilometri este limitată de lungimile de fibre disponibile în prezent, tehnologia dezvoltată deschide calea pentru o viitoare transmisie laser eficientă pe distanțe și mai mari”, a declarat Shi Jing.
Autorul corespondent, Chen Zilun, a remarcat că, în comparație cu fibrele tradiționale cu miez solid-, fibra cu miez cu pierderi ultra{-scăzute-cav-extinde distanța efectivă de transmisie flexibilă cu două ordine de mărime. Această descoperire oferă asistență tehnică pentru aplicații de inginerie de-transmisii laser flexibile pe distanțe lungi în setări industriale, cu potențial larg în mai multe domenii. De exemplu, în procesarea industrială, transmisia laser flexibilă la distanță poate crește distanța dintre operatori și zonele de lucru periculoase, sporind semnificativ siguranța operațională. În cercetarea științifică, fibrele cu miez tubular-poate capta și accelera particulele prin presiunea radiației, permițând dezvoltarea de noi „senzori de particule zburătoare” care funcționează la scară kilometrică-.
„Deși costurile fibrelor cu miezul goale le depășesc în prezent pe cele ale fibrelor convenționale, acest lucru provine în principal din faza sa de industrializare în curs de dezvoltare, caracterizată prin procese complexe de fabricație și spațiu pentru îmbunătățirea randamentului. Pe măsură ce tehnologia se maturizează, producția crește, iar lanțurile industriale din amonte-aval se dezvoltă sinergic, se așteaptă ca fibrele goale să intre într-un cost{3} susținut. traiectorie, deschizând calea pentru implementarea-la scară largă în anumite aplicații-de valoare mare.” Chen Zilun a declarat că echipa de cercetare va optimiza în continuare structurile de fibre, va spori eficiența de cuplare, va crește puterea de transmisie și distanța și va explora scenarii de aplicare mai largi.
