915nm pompalı yb katkılı yüksek güçlü fiber lazer sistemlerinin geliştirilmesi - Tuna, Gökhan; Büyükyıldız, Mehmet; Bursa Teknik Üniversitesi Fizik Ana Bilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2023)
Yüksek güçlü fiber lazerler (HPFL), mükemmel ışın kalitesi, yüksek çıkış gücü ve yüksek dönüşüm verimliliği ile endüstri (metal işleme, kesme, kaynak, kazıma vb.) medikal (eklemeli imalat) ve savunma alanlarında yaygın olarak kullanılan lazer kaynakları olarak yerini almıştır. Bakım ve onarım maliyetleri açısından da diğer lazer türlerine göre üstünlüklerinin bulunması, son yıllarda araştırmacılar tarafından yoğun bir şekilde çalışılan araştırma konularından biri olmuştur. HPFL'lerin güç ölçeklenebilirliği, doğrusal olmayan etkilerden olan uyarılmış Raman saçılması (SRS) ve enine mod kararsızlığı (TMI) gibi etkiler ile sınırlanmıştır. SRS etkisi, fiber uzunluğu ve fiber çekirdek çapı ile orantılı olduğundan çalışmalar daha kısa fiber uzunluğu ve büyük çekirdek çapına sahip fiberler ile aşılabileceğini göstermektedir. Bu yöntemler aynı zamanda daha yüksek sıcaklık bölgelerine ve diğer modların oluşmasına neden olduğundan TMI'yı tetikleyen etkilerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Ancak TMI etkisinin tam olarak oluşma sebebi bilinmemekle beraber SRS etkisininde tetikleyebildiğini gösteren çalışmalar mevcuttur. Son çalışmalarda farklı dalga boyuna sahip pompalama metodlarının kullanımı (976nm, 980nm, 1018nm, 1030nm), yüksek katkı oranına sahip aktif fiber kullanımı ve ticari olarak temini zor özel bileşenlerin kullanımları görülmektedir. Aynı zamanda bu yöntemlerde fotokararma etkisi, kendiliğinde emisyonun oluşması görülmekte ve yüksek maliyetli yapıların oluşması karşımıza çıkmaktadır. Bu tezde HPFL'lerde 915nm dalga boyuna sahip, ticari olarak temini kolay ve daha düşük maliyetli bileşenler kullanarak yüksek güçte çıkış gücüne sahip bir fiber lazerin deneysel gösterimi sunulmaktadır. Sistem tamamıyla fiber yapıya sahip ve ticari olarak temin edilebilen bileşenler ile kurulmuştur. Fiberlerin sıkı sarma yöntemlerinin, TMI üzerindeki etkisinin olumlu sonuçları bildirildiğinden, aktif fiberin başlangıç sarım çapları 12cm olarak belirlenmiştir. Kurulum hibrit bir ana osilatör güç yükselteci (MOPA) konsepti üzerine tasarlanmış ve ana osilatörde üretilen sinyal gücünün yüksek ışın kalitesine sahip olması amaçlanarak hedeflenen çıkış gücüne ulaşılabildiği gösterilmiştir. Optik verimlilik, yükselteç bölgesinde 3600W pompa gücü ile (slope efficiency) >%75, ışın kalitesi (M2) <1,5 olarak ölçülmüş ve herhangi bir lineer olmayan etki gözlenmemiştir. Bildiğimiz kadarıyla, kurduğumuz yapı ve sunduğumuz yöntem ile 915nm pompalı, 1080nm çıkış dalga boyuna, 3kW çıkış gücüne ve kırınım sınırlı ışın kalitesine sahip iterbiyum katkılı fiber lazer sisteminin gösterildiği ilk çalışmadır.
Tez (Yüksek Lisans) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2023
Kaynakça : 46-50 sayfa
Keywords: Diyod lazerler; Fiber optik