RU2758665C1 - Method for manufacturing a plate heat exchanger - Google Patents
Method for manufacturing a plate heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758665C1 RU2758665C1 RU2021103799A RU2021103799A RU2758665C1 RU 2758665 C1 RU2758665 C1 RU 2758665C1 RU 2021103799 A RU2021103799 A RU 2021103799A RU 2021103799 A RU2021103799 A RU 2021103799A RU 2758665 C1 RU2758665 C1 RU 2758665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- active
- radiation
- edges
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для генерирования, усиления, модуляции, демодуляции или преобразования частоты, использующим стимулированное излучение электромагнитных волн, а именно к импульсно-периодическим волоконным лазерам с пассивной модуляцией добротности резонатора.The invention relates to a device for generating, amplifying, modulating, demodulating or converting frequency, using stimulated emission of electromagnetic waves, and in particular to repetitively pulsed fiber lasers with passive Q-switching of the cavity.
Волоконные импульсно-периодические лазеры используются для обработки различного рода материалов для маркировки, гравировки, в медицине, дальнометрии, спектроскопии и других применениях.Pulsed-periodic fiber lasers are used to process various kinds of materials for marking, engraving, medicine, ranging, spectroscopy and other applications.
Основными преимуществами волоконных импульсно-периодических лазеров перед другими являются: высокое качество излучения, высокая эффективность, компактность и надежность.The main advantages of repetitively pulsed fiber lasers over others are: high quality of radiation, high efficiency, compactness and reliability.
Известно техническое решение, описанное в патенте на полезную модель №112520, опубл. 10.01.2012 г., МПК H01S 3/067, под названием «Волоконный лазер», содержащий блок питания и излучатель, включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода и источник диодной накачки, при этом первый выход блока питания электрически связан с входом излучателя, содержащего термодатчик, выход которого электрически связан с входом блока питания, не менее одного электрических нагревательных элементов, силовые выводы которых электрически связаны со вторым выходом блока питания.Known technical solution described in the patent for utility model No. 112520, publ. 01/10/2012, IPC
К недостаткам этого устройства следует отнести:The disadvantages of this device include:
- отсутствие описания схемы лазера и его эффективности;- lack of description of the laser circuit and its efficiency;
- наличие пластины с несколькими нагревательными элементами для нагрева активного элемента, что усложняет конструкцию и увеличивает массогабаритные характеристики.- the presence of a plate with several heating elements for heating the active element, which complicates the design and increases the weight and size characteristics.
Известна цельно-волоконная лазерная система для генерации лазерных импульсов в режиме пассивной модуляции добротности, описанная в патенте RU №2 548 940, МПК H01S 3/067, опубл. 20.04.2015, содержащая два волоконных резонатора - коротковолновый и длинноволновый, являющиеся резонаторами соответственно коротковолнового и длинноволнового волоконных лазеров, образованных собственными парами волоконных брэгговских решеток, при этом накаченный из вне коротковолновый резонатор является лазером накачки длинноволнового резонатора.Known all-fiber laser system for generating laser pulses in passive Q-switching, described in patent RU No. 2 548 940, IPC
К недостаткам можно отнести генерацию излучения на двух длинах волн и низкую энергию излучения, которая составила 40 мкДж, а пиковая мощность излучения при длительности импульса 105 не составила 317 Вт. Также в изобретении существует необходимость в синхронизации частоты модуляции и мощности тока накачки с частотой следования лазерных импульсов.The disadvantages include the generation of radiation at two wavelengths and low radiation energy, which was 40 mJ, and the peak radiation power with a pulse duration of 105 was not 317 W. There is also a need in the invention to synchronize the modulation frequency and pump current power with the laser pulse repetition rate.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению и выбранным в качестве прототипа устройства является техническое решение, описанное в патенте RU №2717254, МПК H01S 3/067, H01S 3/06, опубл. 19.03.2020 под названием «Волоконный лазер для накачки активных элементов», включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода, источник диодной накачки, оборудованный эмиттерами, оптоволоконными объединителями накачки, резонатор, образованный селективными зеркалами, выполненными в виде волоконных брэгговских решеток, волоконный вывод излучения, оснащенный кристаллическим наконечником.The closest in technical essence to the invention and selected as a prototype of the device is the technical solution described in patent RU No. 2717254, IPC H01S 3/067,
К недостаткам следует отнести возможность работы только в непрерывном режиме.The disadvantages include the ability to work only in continuous mode.
Задачей настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, а именно осуществление генерации лазерного излучения только на одной длине волны, повышение энергии и пиковой мощности излучения, эффективности и устойчивости импульсно-периодического режима работы.The objective of the present invention is to improve operational characteristics, namely, to generate laser radiation at only one wavelength, to increase the energy and peak radiation power, efficiency and stability of the repetitively pulsed mode of operation.
Технический результат, заключается в обеспеченииThe technical result is to ensure
- генерации излучения только на одной длине волны;- generation of radiation at only one wavelength;
- повышения выходной мощности излучения;- increasing the output radiation power;
- повышения стабильности импульсно-периодического режима работы;- increasing the stability of the pulse-periodic mode of operation;
- осуществления вывода излучения через активное волокно с инверсией населенностей, обеспечивая усиление излучения;- implementation of radiation output through an active fiber with population inversion, providing amplification of radiation;
- накачки активного волокна резонатора люминесценцией волокна, накачку которого осуществляют лазерными модулями, оснащенными эмиттерами.- pumping the active fiber of the resonator by the luminescence of the fiber, which is pumped by laser modules equipped with emitters.
Указанный технический результат достигается тем, что цельно-волоконный импульсно-периодический лазер, включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода, источник диодной накачки, оборудованный эмиттерами, оптоволоконными объединителями накачки, резонатор, образованный селективными зеркалами, выполненными в виде волоконных брэгговских решеток, волоконный вывод излучения, оснащенный кристаллическим наконечником, согласно изобретению, оборудован не менее чем одним дополнительным источником диодной накачки в виде лазерных модулей, оснащенных эмиттерами, при этом резонатор связан через выходное селективное зеркало с активным волоконным световодом, выполненным в виде активного волокна с инверсией населенностей для обеспечения накачки резонатора и усиления выходного излучения.The specified technical result is achieved by the fact that an all-fiber repetitively pulsed laser including an optically coupled active element in the form of an active fiber light guide, a diode pumping source equipped with emitters, fiber-optic pump combiners, a resonator formed by selective mirrors made in the form of fiber Bragg gratings, the fiber output of radiation, equipped with a crystal tip, according to the invention, is equipped with at least one additional source of diode pumping in the form of laser modules equipped with emitters, while the resonator is connected through an output selective mirror to an active optical fiber made in the form of an active fiber with population inversion for ensuring pumping of the cavity and amplification of the output radiation.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the state of the art carried out by the applicant, including a search for patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, but the definition from the list identified analogs of the prototype, as the closest analogue in terms of the totality of features, made it possible to identify a set of significant in relation to the technical result perceived by the applicant of the distinctive features in the claimed object set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current legislation.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.To check the compliance of the claimed invention with the condition of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not follow explicitly for a specialist from the prior art.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".
Предложенное техническое решение проиллюстрировано на следующих чертежах:The proposed technical solution is illustrated in the following drawings:
на фиг. 1 представлена схема цельно-волоконного импульсно-периодического лазера;in fig. 1 is a schematic diagram of an all-fiber repetitively pulsed laser;
на фиг. 2 представлен источник диодной накачки;in fig. 2 shows a diode pumping source;
на фиг. 3 представлен волоконный вывод излучения с кварцевым наконечником;in fig. 3 shows a fiber output of radiation with a quartz tip;
на фиг. 4 представлен пример осциллограммы последовательности импульсов при использовании тулиевых активных волокон;in fig. 4 shows an example of an oscillogram of a sequence of pulses when using thulium active fibers;
на фиг. 5 представлена зависимость частоты следования импульсов от мощности излучения накачки.in fig. 5 shows the dependence of the pulse repetition rate on the pump radiation power.
На чертежах введены следующие обозначения:The following symbols have been introduced in the drawings:
1 и 2 - активное волокно;1 and 2 - active fiber;
3 и 4 - волоконные брэгговские решетки;3 and 4 - fiber Bragg gratings;
5 - фильтр оболочных мод;5 - cladding mode filter;
6 - объединитель накачки;6 - pump combiner;
7 - лазерные диодные модули;7 - laser diode modules;
8 и 9 - волоконный вывод излучения;8 and 9 - fiber output of radiation;
10 - эмиттер;10 - emitter;
11 - выходное волокно;11 - output fiber;
12 - кристаллический наконечник.12 - crystal tip.
Функциональная схема цельно-волоконного импульсно-периодического лазера (фиг. 1) содержит активное волокно 1 и 2, например, тулиевое, волоконные Брэгговские решетки 3 и 4 с высоким коэффициентом отражения (HR) и высоким коэффициентом пропускания (НТ), например, с резонансной длиной волны 1977 нм, фильтр оболочных мод 5, объединитель накачки 6, лазерные диодные модули 7, например, на длине волны 793 нм, волоконный вывод излучения 8 и 9 (End-Cap), эмиттер 10, выходное волокно 11, кристаллический наконечник 12, например, кварцевый.The functional diagram of an all-fiber repetitively pulsed laser (Fig. 1) contains an
Накачку активного волокна 1 осуществляют по оболочке лазерными диодными модулями накачки 7, оснащенными эмиттерами 10 (фиг. 2). Для защиты схемы от непоглощенной накачки используют фильтр оболочных мод 5. Ввод излучения накачки осуществляют с помощью объединителя 6. Схема включает в себя участок накачиваемого активного волокна 1 и резонатор, образованный не накачиваемым участком активного волокна 2 и парой брэгговских решеток 3 и 4 с низким и высоким коэффициентом отражения на рабочей длине волны соответственно. Для предотвращения влияния на работу схемы отраженного излучения и снижения плотности мощности излучение из волоконного оптического тракта выводят через волоконный вывод 8 и 9, оснащенный кварцевым наконечником 12 (фиг. 3), приваренным к оптическому волокну 11 (фиг. 3). Устройство работает следующим образом.The
Принцип работы предлагаемого технического решения в предложенной схеме основан на модуляции усиления в резонаторе, образованном участком активного не накачиваемого волокна 2 и двумя волоконными брэгговскими решетками 3 и 4 и модуляции усиления в накачиваемом активном волокне 1.The principle of operation of the proposed technical solution in the proposed scheme is based on the modulation of the gain in the resonator formed by the section of the active
В начальный момент времени в активном волокне 1, накачиваемым модулем накачки 7 через объединитель 6, происходит накопление инверсии и переизлучение в полосе люминесценции активного волокна 1. Поглощение переизлученного излучения в не накачиваемом активном волокне 2 резонатора продолжается до достижения порогового условия возникновения генерации лазерного излучения. Последующая развивающаяся генерация лазерного излучения в не накачиваемом резонаторе носит импульсный характер. Волоконные брэгговские решетки 3 и 4 резонатора располагают таким образом, чтобы излучение генерации было направлено в сторону накачиваемого активного волокна 1. Импульс генерации, распространяющийся через накачиваемый участок активного волокна 1, сопровождается усилением и дополнительным снятием инверсии в активной накачиваемой среде, что позволяет получать высокую эффективность лазера и повышает стабильность работы лазера в импульсном режиме.At the initial moment of time in the
На предприятии был проэкспериментирован цельно-волоконный импульсно-периодический лазер, состоящий из тулиевого волокна 1 и 2, источника диодной накачки 7, оборудованного одиночными эмиттерами 10, оптоволоконного объединителя накачки 6, резонатора, образованного селективными зеркалами глухим 3 и выходным 4, выполненными в виде волоконных брегговских решеток 3 и 4 с резонансной длиной волны 1977, волоконного вывода излучения 8 и 9 с кварцевым наконечником 12.The enterprise tested an all-fiber repetitively pulsed laser consisting of
Экспериментальные исследования показали, что предложенная схема цельно-волоконного импульсно-периодического лазера обеспечивает устойчивую генерацию импульсов излучения (фиг. 4). При этом частота следования импульсов зависит от мощности накачки (фиг. 5).Experimental studies have shown that the proposed scheme of an all-fiber repetitively pulsed laser provides stable generation of radiation pulses (Fig. 4). In this case, the pulse repetition rate depends on the pump power (Fig. 5).
Заявляемое техническое решение позволило уменьшить количество элементов оптического тракта, получить устойчивую и стабильную генерацию лазерного излучения в импульсно-периодическом режиме, при этом усилив излучение в активном волокне, обеспечивающем накачку активного волокна резонатора. Средняя мощность излучения составила 8 Вт, энергия излучения - 88 мкДж, а пиковая мощность при длительности импульса 100 не составила 880 Вт.The claimed technical solution made it possible to reduce the number of elements of the optical path, to obtain stable and stable generation of laser radiation in a repetitively pulsed mode, while amplifying the radiation in the active fiber, which provides pumping of the active fiber of the resonator. The average radiation power was 8 W, the radiation energy was 88 mJ, and the peak power with a pulse duration of 100 was not 880 W.
Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, экспериментально подтверждена работоспособность цельно-волоконного импульсно-периодического лазера и способность достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».For the claimed invention in the form as it is described in the claims, the operability of the all-fiber repetitively pulsed laser and the ability to achieve the specified technical result have been experimentally confirmed. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103799A RU2758665C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for manufacturing a plate heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103799A RU2758665C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for manufacturing a plate heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758665C1 true RU2758665C1 (en) | 2021-11-01 |
Family
ID=78466745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103799A RU2758665C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for manufacturing a plate heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758665C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112005000710T5 (en) * | 2004-03-31 | 2007-02-15 | IMRA America, Inc., Ann Arbor | Modular fiber-based chirped pulse amplifier system |
EP2812959A1 (en) * | 2012-02-09 | 2014-12-17 | EOLITE Systems | Optical amplifier system and pulsed laser using a reduced amount of energy per pulse |
RU2548940C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") | Integral fibre laser system and method for autogeneration of laser pulses |
RU155817U1 (en) * | 2014-11-07 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | CASCADE SYSTEM FOR STRENGTHENING LASER PULSES |
RU2566385C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Waveguide source of unidirectional single-frequency polarised laser radiation with passive frequency scanning (versions) |
US20170317465A1 (en) * | 2013-11-28 | 2017-11-02 | Candela Corporation | Laser Systems And Related Methods |
RU2717254C1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Fiber laser for pumping of active elements |
-
2021
- 2021-02-15 RU RU2021103799A patent/RU2758665C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112005000710T5 (en) * | 2004-03-31 | 2007-02-15 | IMRA America, Inc., Ann Arbor | Modular fiber-based chirped pulse amplifier system |
EP2812959A1 (en) * | 2012-02-09 | 2014-12-17 | EOLITE Systems | Optical amplifier system and pulsed laser using a reduced amount of energy per pulse |
US20170317465A1 (en) * | 2013-11-28 | 2017-11-02 | Candela Corporation | Laser Systems And Related Methods |
RU2548940C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") | Integral fibre laser system and method for autogeneration of laser pulses |
RU2566385C1 (en) * | 2014-07-15 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Waveguide source of unidirectional single-frequency polarised laser radiation with passive frequency scanning (versions) |
RU155817U1 (en) * | 2014-11-07 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | CASCADE SYSTEM FOR STRENGTHENING LASER PULSES |
RU2717254C1 (en) * | 2019-04-08 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Fiber laser for pumping of active elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6751240B2 (en) | Systems for generating short-pulse laser light | |
Zhdanov et al. | DPAL: historical perspective and summary of achievements | |
RU2758665C1 (en) | Method for manufacturing a plate heat exchanger | |
RU2717254C1 (en) | Fiber laser for pumping of active elements | |
Zhdanov et al. | Diode pumped alkali lasers | |
Elder | Thulium fibre laser pumped mid-IR source | |
Cole et al. | Compact VCSEL pumped Q-switched Nd: YAG lasers | |
US6512630B1 (en) | Miniature laser/amplifier system | |
CN107026387A (en) | A kind of 1.5 μm of human eye safe waveband pulse lasers | |
CN100377450C (en) | Laser device, method of exciting the same, and laser processing machine | |
EP3528352A1 (en) | Laser device | |
CN113872030A (en) | 266nm pulse solid laser | |
Elder | High average power thulium fibre laser pumped mid-IR source | |
Setzler et al. | Resonantly diode-pumped eyesafe Er: YAG lasers | |
RU2300834C2 (en) | Compact continuous solid-state fcd laser (alternatives) | |
RU2748867C1 (en) | Fiber laser for additive technologies | |
CN111180985A (en) | Experimental device and method for generating high-repetition-frequency femtosecond laser | |
RU2762352C1 (en) | Single-mode fibre pulse laser | |
CN216390021U (en) | 266nm pulse solid laser | |
RU2791162C1 (en) | Spectral supplementing system for radiation of fiber optical lasers | |
Hübner et al. | High Duty Cycle, High Repetition Rate High Brightness Diode Laser Pulsed-Pump-Sources | |
RU205001U1 (en) | Device for high-intensity longitudinal fiber pumping of solid-state lasers based on Nd: YAG crystals | |
Pavel et al. | All-poly-crystalline ceramics Nd: YAG/Cr 4+: YAG monolithic micro-lasers with multiple-beam output | |
Zhdanov et al. | Diode-Pumped Alkali Lasers (DPALs) | |
Zhdanov et al. | Alkali lasers: a new type of scalable high-power lasers |