Le léasair snáithíní aon-mhód ag sroicheadh 10KW agus léasair snáithíní ilmhód ag sroicheadh 50KW, tá léasair snáithíní ag briseadh amach as an réimse tionsclaíochta agus ag dul isteach in iarratais mhíleata, ag éirí mar iarrthóir ar airm léasair ardfhuinnimh a imscartar ar an gcatha.
I laethanta tosaigh na teicneolaíochta léasair, ba é an bealach is fearr chun aschur léasair ard-chumhachta a fháil ná fuinneamh a bhaint as líon mór ábhar léasair. Tá roinnt feidhmchlár ann fós a úsáideann an cur chuige seo, mar shampla an Áis Adhaint Náisiúnta (NIF) ag Saotharlann Náisiúnta Lake Trent, a úsáideann aimplitheoirí gloine móra chun bíoga a aimpliú go 1.8 M. Ach i gcás go leor feidhmeanna tionsclaíocha, tá snáithín dopáilte ytterbium tar éis éirí mar an rogha iontach do mheáin léasair ard-chumhachta.
Tá léasair snáithíní tagtha ar bhealach fada i dtéarmaí cumhachta ó chum Elilas Snitzer an chéad léasair snáithín i 1963. I mí an Mheithimh 2009, d'eisigh IPG Photonics léasair snáithín aon-mhód tonn-leanúnach le cumhacht aschuir de 10KW ag an München Laser Show agus an Chomhdháil Léasair Soladach agus Léasair Leathsheoltóra arna hóstáil ag Cumann na nGairmithe Fuinnimh Stiúrtha (DEPS). Dúirt Bi Shiner, leas-uachtarán na margaí tionsclaíocha ag IPG Photonics, go bhfuil léasair snáithíní ilmhód táirgthe ag IPG le cumhachtaí aschuir suas le 50kW, agus tá tástáil déanta ag Raytheon ar a n-iarratas féideartha mar airm léasair. Mar sin féin, tá príomhghnó IPG fós ann d'iarratais phróiseála ábhair thionsclaíocha, ó ghearradh sliseog sileacain le haghaidh cealla gréine go táthú robotic de phlátaí miotail.
Cén fáth a roghnú snáithín?
Cosúil le léasair dé-phumpáilte eile, go bunúsach athraíonn léasair snáithíní léasair caidéil ar chaighdeán íseal go haschuir léasair ar chaighdeán níos airde, ar féidir iad a úsáid i go leor réimsí mar chóireáil leighis, próiseáil ábhair agus airm léasair. Maidir le haschur ard-chumhachta a bhaint amach, tá dhá bhuntáiste tábhachtach ag léasair snáithíní: is é ceann an próiseas ó sholas caidéil go solas aschuir ardteochta, a bhfuil éifeachtacht chomhshó ard aige; is é an ceann eile cumas diomailt teasa maith.
Is é an fáth gur féidir le léasair snáithíní ardéifeachtúlacht a bhaint amach go príomha ná caidéalú dé-óid, roghnú cúramach meán dópála gnóthachain agus dearadh snáithíní optamaithe. Sa snáithín optúil a úsáidtear i léasair snáithíní ardchumhachta tá croí istigh dópáilte le meán gnóthachain agus croí seachtrach a theorannaíonn an solas caidéil. Is féidir leis an solas caidéil dul isteach sa chroí seachtrach trí aghaidh deiridh an tsnáithín, nó a chúpláil isteach sa chroí seachtrach feadh thaobh an tsnáithín i dtreo beagnach comhthreomhar leis an ais snáithín (féach Fíor 1). Tugtar "caidéalú taobh" ar an modh deiridh, ach ní chiallaíonn sé go dtéann an solas caidéil isteach sa chuas léasair go cliathánach cosúil le léasair mórchóir. Chomh luath agus a thugtar an solas caidéil isteach sa chroí seachtrach, rachaidh sé arís agus arís eile tríd an gcroílár istigh ar feadh an tsnáithín chun caidéalú éifeachtach a bhaint amach. Ina dhiaidh sin, déantar an radaíocht spreagtha ar feadh an chroí istigh agus carnann sí fuinneamh go leanúnach chun solas léasair ard-déine a aschur.
Tá dopants ag an chuid is mó de léasair snáithíní, is é sin toisc gur féidir leis an scáthán roghnach caillteanas beag chandamach a fháil (an difríocht fuinnimh idir an fótón caidéil agus an fótón aschuir). Nuair a úsáidtear solas caidéil 975nm chun solas aschuir 1035nm a tháirgeadh, níl an luach caillteanais chandamach ach 6%. I gcomparáid leis sin, tá an caillteanas chandamach de léasair dópáilte neodimiam pumpáilte ag 808 nm agus aschur ag 1064 nm chomh hard le 20%. Ligeann caillteanais chandamach níos lú éifeachtúlacht caidéalaithe optúil-optúil na léasair snáithín-dhópáilte a bheith níos mó ná 60%, rud a chiallaíonn, in éineacht le héifeachtúlacht chomhshó leictreastatach 50% an dé-óid caidéil, go bhféadfaidh éifeachtacht chomhshó iomlán an léasair snáithín 30 a bhaint amach. %.
Tá achar dromchla mór ag an struchtúr snáithín in aghaidh an toirte aonaid, rud a chabhraíonn leis an léasair snáithín teas a scaipeadh, ach fiú le fuarú uisce, cuirfidh diomailt teasa teorainn lena fheidhmíocht. Cúig bliana ó shin, bhí súil ag taighdeoirí cumhachtaí níos airde a aschur tríd an leibhéal dópála agus méid an chroí istigh a mhéadú, ach dúirt Johan Nilsson ó Ollscoil Southampton go bhfuil meánchumhachtaí ard, toisc go bhfuil sé deacair teas iarmharach a bhaint as an snáithín, " tá an teorainn éifeacht teirmeach ar ais."
