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2015年9月8日(火) 21:11

発熱しまくり

 これが、システム全体の構成予定である。HR(全反射ミラーFBG)とOC(出力ミラーFBG)に挟まれた部分が共振器であり、コアには強力な光が通る。また、PC(ポンプコンバイナー)からは強力な励起光がクラッドへ流し込まれる。

 共振器内部に、3つのPCが位置する仕様変更を行った。これによりPC透過時の減衰は恐らく抑制可能だが、光強度の高い部分が増えるため排熱処理には配慮を要する。
 更に実際の作業をイメージすると、AF(アクティブファイバー)の両端にはPF(パッシブファイバー)を融着せざるを得ない。AFとは
yb:YAG がドープされた光ファイバーで、レーザー結晶に相当する。PFはAFと物理的に同一で、何もドープされていない光ファイバーだ。融着後はパーツの取り回しが不自由になるため、ぐるぐる巻きにして排熱処理にも凝らねばならないAFをいきなりPC等と融着するのは極めて作業性が悪い。
 また、銃口部に向かう光ファイバーも、先端に光学系が組み込まれた別パーツとなる。

 以上を考慮して現実の接続図にすると、こうなる。

 融着部は、8種に分類できる。
1)照準用同軸LDと、PCシグナル入力ファイバー。
2)PC出力ファイバーと、HR外側。
3)HR内側と、PF。
4)AFと、PF。
5)PC出力ファイバーと、PF。
6)PCシグナル入力ファイバー同士。
7)OC内側と、PCシグナル入力ファイバー。
8)OC外側と、最終出力ファイバー。

 それぞれ光ファイバーの構造と透過光パターンに応じて、適切な排熱処理を行わねばならない。

 更に、光ファイバー自体が発熱する場所もあり、これもまた適切な排熱処理を行わねばならない。
A)ポンプ光の通過により、HRのミラーFBG部分が発熱。
B)レーザーへの変換損失分で、AFが発熱。
C)PCも発熱するが、これはPC自体にヒートシンクが実装済みである。

 あっちもこっちも発熱する。ファイバーレーザーは排熱処理が容易だと言われているが、それは排熱対策が不用という意味ではない。兵器級になると、排熱対策こそが鍵になる。
 ファイバーレーザーにはファイバーヒューズという致命的な破壊が生じることがあり、まだその原因は特定されていない。しかし、光ファイバーの過熱が引き金になる事実は周知になっている。だから、余計に熱を出しそうな場所は、残らず対策しておかねばならない。

written by higashino [ファイバーレーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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