انتقال لیزر در الیاف هسته جامد-در حفظ کیفیت پرتو بالا و قدرت بالا به طور همزمان تلاش می کند و کاربردهای صنعتی آن را به شدت محدود می کند. اخیراً، یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه نور Nanhu در دانشگاه ملی فناوری دفاع، با همکاری مؤسسات مربوطه، اولین-انتقال فیبر تمام{3}}کارآمد و پایدار یک لیزر با قدرت 2 کیلووات-در یک مسافت فوقالعاده-2.45 کیلومتری} با استفاده از فیبر توخالی{8} را به دست آوردند. این پیشرفت نشاندهنده انتقال{10}قدرت بالا و{11}}انتقال انرژی در مسافت طولانی از طریق فیبر توخالی-از اکتشاف نظری به کاربرد مهندسی عملی است.
در سالهای اخیر، تقاضا برای انتقال لیزرهای پرقدرت-منعطف و از راه دور به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با این حال، فیبرهای هسته جامد سنتی-تنها میتوانند توان 5 کیلووات را در 20 متر انتقال دهند، و فاصله انتقال با 8 کیلووات- بسیار کمتر از نیازهای صنعتی به 3 متر کاهش مییابد. در مقایسه با{10}}الیاف هسته جامد، الیاف توخالی-مزایایی مانند تأخیر کم، تلفات کم و ضرایب غیرخطی پایین ارائه میدهند. با این حال، سیستمهای{13}}انتقال لیزری با قدرت بالا که از فیبرهای توخالی{14} استفاده میکنند، عمدتاً به اجزای نوری مانند لنزها متکی هستند، که آنها را در برابر تأثیرات محیطی مستعد میکند و در نتیجه پایداری ضعیفی دارد. بنابراین، توسعه فناوری جفتشده کاملاً فیبر، مسیر کلیدی برای ساختن سیستمهای لیزر فیبر هستهای توخالی، پایدار، فشرده و کاربردی است.
دکتر شی جینگ، نویسنده اول مقاله، توضیح داد که برای دستیابی به یک سیستم واقعاً پایدار و کارآمد "تمام-فیبر، تیم یک فیبر ضدهسته ای ضد تشدید توخالی با پنج-دو لوله{3}}هسته ای توخالی-با حالت{6}}تطبیق میدان با فیبر{{7}هسته جامد طراحی کرد. آنها از طریق بهینهسازی شبیهسازی، پارامترهای ساختاری بهینه را تعیین کردند و با موفقیت فیبر هستهای فوقالعاده-کم{10}}تلفات- را کشیدند. تیم بر چالشهای-پیوند همجوشی کم تلفات بین کوارتز و الیاف توخالی{14}}، تطبیق میدان حالت، و-فناوری پوشش انتهای فیبر{16}}با قدرت بالا، غلبه کرد. آنها اولین-انتقال لیزری با قدرت{19}}راهاندازی طولانی-در جهان را از طریق ساختار تمام{20}}فیبر توخالی-بهدست آوردند که کیفیت پرتو نزدیک به-پراش- را حفظ کرد. توان ارسالی و فاصله هر دو بالاترین سطوح را در سطح بین المللی نشان می دهند.
شی جینگ اظهار داشت: "اگرچه فاصله انتقال 2.45 کیلومتری توسط طول فیبرهای موجود محدود شده است، فناوری توسعه یافته راه را برای انتقال لیزر کارآمد در آینده در فواصل حتی بیشتر هموار می کند."
چن زیلون، نویسنده مسئول، خاطرنشان کرد که در مقایسه با الیاف{0}هسته جامد سنتی، فیبر توخالی-فوق العاده{1}}کم-هسته-فاصله انتقال انعطاف پذیر موثر را تا دو مرتبه بزرگی افزایش می دهد. این پیشرفت، پشتیبانی فنی را برای کاربردهای مهندسی-انتقال لیزر قابل انعطاف از راه دور در تنظیمات صنعتی، با پتانسیل گسترده در زمینه های مختلف، فراهم می کند. به عنوان مثال، در پردازش صنعتی، انتقال لیزر انعطاف پذیر از راه دور می تواند فاصله بین اپراتورها و مناطق کاری خطرناک را افزایش دهد و ایمنی عملیاتی را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در تحقیقات علمی، الیاف توخالی-میتوانند ذرات را از طریق فشار تشعشع جذب کرده و شتاب دهند، که امکان توسعه «حسگرهای ذرات پرنده» جدید را فراهم میکند که در ابعاد کیلومتر- کار میکنند.
"اگرچه{0}هزینه های توخالی فیبر هسته ای در حال حاضر از الیاف معمولی فراتر می رود، اما این امر عمدتاً ناشی از مرحله صنعتی شدن نوپای آن است که با فرآیندهای تولید پیچیده و فضایی برای بهبود بازده مشخص می شود. همانطور که فناوری بالغ می شود، تولید افزایش می یابد و-زنجیره های صنعتی پایین دستی به طور هم افزایی انتظار می رود که هزینه های زنجیره های صنعتی پایین دستی به طور هم افزایی توسعه یابد. خط سیر، راه را برای-استقرار در مقیاس بزرگ در برنامههای کاربردی خاص-با ارزش هموار میکند." چن زیلون اظهار داشت که تیم تحقیقاتی ساختارهای فیبر را بیشتر بهینه خواهد کرد، راندمان اتصال را افزایش میدهد، قدرت و فاصله انتقال را افزایش میدهد و سناریوهای کاربردی گستردهتری را بررسی میکند.
