CO2 laser glass processing for high power fiber laser applications
Yüksek güçlü fiber lazer uygulamaları için CO2 lazer cam işleme
- Tez No: 414106
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BÜLEND ORTAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Yüksek güçlü lazerler endüstri, sanayi, bilim ve sağlık alanında yıllardır sıklıkla kullanılmaktadır. Optik fiberlerin iletkenlik, ısıya dayanıklılık, sağlamlık, kararlılık ve yüksek güce dayanıklılık özelliklerinin teknolojiyle birlikte gelişimi, son yıllarda fiber lazerlerin gaz ve katı hal gibi geleneksel lazerlerden daha fazla rağbet görmesine etken olmuştur. Bu yönelim yekpare yapıdaki yüksek güçlü fiber lazerlerin kompaktlık ve sağlamlık gibi özellikleriyle pekişmiş, hizalama gerektirmeyen yapısıyla daha da avantajlı hale getirmiştir. Yüksek güçlü fiber lazerlerdeki ilerlemeler, kritik komponentlerin hem yapısal ve güç dayanımları yönünde, hem de bu komponentlerin entegrasyon kalitesinin arttırılması yönünde gelişimlere yol açmıştır. Karbondioksit lazerler, sunduğu istikrarlı ve homojen ışıma ile optik fiberleri temiz bir şekilde işleyebilen en etkili kaynaklardan biridir. Karbondioksit lazerin avantajları kullanılarak, optik fiber entegrasyon noktaları düşük kayıp, yüksek kalite ve mekanik stabilitede oluşturabilmek amacıyla işlenmiştir. Ayrıca yüksek güçlü fiber lazer komponentlerinden olan ve lazer çıkışını yönlendirmeye yarayan fiber uç başlığı ve küresel mercek geliştirilmiştir. Mod alan adaptörü özellikleri gösteren pompalama ve sinyal kombinarı, optik fiber inceltme tekniği ile üretilmiştir. Bu üretilen 7x1 pompalama kombinarı laboratuvarda geliştirilen yüksek güçlü lazere entegre edilmiştir. Pompalama kombinarlarının, pompalama kaynağı limitli güç dayanım değerleri 850 W olarak ölçülmüş ve ortalama verimliliği yüzde 98 olarak belirlenmiştir. Buna ek olarak, üretilen bu kombinar, enstitümüz bünyesindeki fiber üretim merkezinde çekilen aktif fiber ile entegre edilip, yüksek güçlü fiber lazer sistemi kurulmuştur. Son olarak, yüksek güçlü iki fiber lazeri birleştirmek amacıyla 3x1 lazer kombiner üretimi gerçekleştirilmiştir. Üç giriş fiberine sahip olan bu kombinarın iki girişinden her birisine 500 W güç verilmesi ile 893 W lazer gücü kombine edilmiş olup, bu kombinarın ortalama verimliliği yüzde 93 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, karbondioksit lazer ile başarı bir şekilde cam işlenmesi gerçekleştirilmiştir. Optimize edilmiş yüksek kalitede entegrasyon ve fiber inceltme işlemleri sonucu yüksek güçlü lazerler için kritik öneme sahip olan bileşenlerden uç başlığı, küresel mercek, pompalama ve lazer kombinarı üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
High power lasers have been extensively used in industry, military, astrophysics and medicine for decades. Thanks to developments in optical fiber technology in terms of transmittance, heat resistance, robustness, stability and power endurance, fiber lasers have recently become more favourable compared to conventional laser types such as gas and solid state lasers. Furthermore, high power fiber lasers possess advantageous features like compactness, robustness, all-fiber and alignment-free operation. Besides advances in high power fiber lasers, the structure and power endurance of the critical components as well as their integration quality have been improved. CO2 laser is one the most effective source in glass processing of optical fibers since it provides stable and homogenous laser radiation resulting in a clean process. We have tailored optical fibers to attain low-loss, high quality, mechanically stable integration points by using CO2 laser radiation. Moreover, we have produced high power fiber laser components such as end-cap and ball lens for manipulating the output beam. By tapering the optical fibers, we have fabricated pump and signal combiners which have mode field adapting properties. The 7x1 pump combiner was integrated to the high power fiber laser system we have developed in our laboratory. Pump source limited power handling capacity of this pump combiner was measured as 850 W with an overall efficiency of 98 percent. In addition, the same pump combiner was adapted to a high power fiber laser system which was built by using an in-house fabricated active fiber. Finally, we have fabricated a 3x1 laser combiner to combine two in-house fiber lasers with an output power of 1 kW and 690W at 1080nm wavelength. The maximum combined power was measured as 893 W by using two ports of this combiner with a launched power of approximately 500 W from each of them. The overall efficiency of the combiner was calculated as 93 percent. On the whole, we have performed successful glass processing by using CO2 laser radiation. As a consequence of optimized, high quality tapering and splicing of optical fibers, we have fabricated critical components for high power fiber lasers such as end-cap, ball lens, pump and laser combiners.
Benzer Tezler
- Hızlı prototip üretim teknolojileri
Başlık çevirisi yok
LEVENT YAĞMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUZAFFER ERTEN
- Formation of silicon nanocrystals by laser processing of silicon rich oxides
Silisyum zengini oksitlerin lazerle işlenmesiyle silisyum nanoyapıların oluşumu
SİNAN GÜNDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Genlik ve elektrotlar arası mesafe değişiminin yalıtkan engel deşarjına etkisi
The effects of gap and amplitude variation in a dielectric barrier discharge
YEŞİM ATILMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. LÜTFİ ÖKSÜZ
- Sunucu kabini üretiminde yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment in server cabinet production
EDA CEBE ABANOZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. FATMA FATOŞ BABUNA
- Reaktif spark plazma yöntemi ile kalsiyum karbonat katkılı alüminyum oksinitrürün üretimi, karakterizasyonu ve özellikleri
Production, characterization and properties of CaCO3 doped AlON with reactive spark plasma sintering
SAMET KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN