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水泵叶轮在空气中运转功率的阐述

[ 时间:2018-04-16 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

根据现有条件,将1018nm光纤激光器作为泵浦源,佛山肯富来设计的光纤激光级联泵浦的万瓦级DSCCP光纤激光器如图1。该激光器采用一个振荡器依次连接四级级联放大的结构来实现。采用一个稳定的1080nm波长的五百瓦振荡器作为种子源;放大级的有源光纤采用前面优化的65/130-130的DSCCP光纤,其吸收系数根据前面的测试结果为1.5dB/m1018nm,为保证足够的泵浦吸收,每级放大器的光纤长度约为10m;泵浦源为1018nm的光纤激光器,平均最高输出功率为200W,NA为0.07,输出光纤纤芯包层分别为15m/130nm。在每个注入点将19台1018nm的光纤激光器通过19X1的单模到多模的合束器合并到125微米、NA为0.46的光纤中去,其输出功率将接近3600W(考虑了0.2dB的损耗)。

图1:光纤激光级联泵浦的万瓦激光器设计图

光纤激光级联泵浦的万瓦激光器设计图

假设种子源为500W的振荡器,其中前向拉曼光功率也为10W;根据方程组及边界条件,采用弛豫振荡法对微分方程组数值求解。获得的泵浦光、信号光及拉曼光功率曲线如图1所示。由数值模拟的结果可知,我们设计的光纤激光级联泵浦的光纤激光器能够输出11.25kW的功率,总体光光效率为74.7%;前向输出的拉曼光功率为0.02W,后向拉曼光为0.1mW,拉曼光功率与信号光比值为1.8X10-6,可以认为影响很小;各级放大器的泵浦纤中残余的泵浦光为72.5W,为注入泵浦光的2%,若采用双向泵浦,输出功率仍有较大提升空间。由于纤芯直径较大,受激拉曼散射较LD直接泵浦得到了更好的抑制。当然,这种大纤芯也会带来模式控制和光束质量提升方面的问题,不过,模式控制的问题较为复杂,佛山肯富来水泵厂在后续工作开展;同时,对于某些应用(如工业加工),对于光束质量的要求不高,更为关注的是激光器的功率水平,因此,这种设计仍然是有实用意义的。以上结果表明:利用DSCCP光纤实现1018nm级联泵浦万瓦光纤激光器是可行的。

 

在LD直接泵浦和1018nm级联泵浦条件下,利用DSCCP光纤实现万瓦级光纤激光器是可行的。同时,上述分析也体现了两种不同泵浦方式的特点:对于976nmLD直接泵浦方案,其优势在于吸收截面大,在纤芯尺寸较小的情况下就可以实现较好的吸收,有利于掺杂光纤的长度控制和光束质量的提升,但是,由于LD的亮度相对较低,增加泵谱光的注入端口(如双端泵浦)是非常必要的(这也是DSCCP光纤的优势所在);而对于1018nm级联泵浦,其优点在于泵谱光源的亮度较高,因此对于注入端口数量的要求较低,与976nmLD直接泵浦相比,更有利于泵谱光功率的提升,不过,由于1018nm吸收截面小,需要较大的纤芯包层比和较长的增益光纤来保证泵浦光的吸收,这就意味着需要较大的纤芯以提升吸收系数和抑制非线性效应,从而为光束质量的提升带来挑战。

 

任何振动信号都是由不同的振幅、频率和相位这三大要素所组成。振幅大小代表设备运转异常状况之严重性,频率分布代表身边损坏或振动来源之所在,相位差异代表设备运转所产生之振动模式。描述振动情况的。振幅对时间为坐标的方式来表现振动信号,从时间波形可以发现有无冲击现象。BaronJeanBaptisteJosephFourier认为一个系统复杂的时间波形振动模式可以由许多不同频率与振幅的正弦波组成的信号所代替,因此当系统所产生出来的时间波形即使不是单纯的正弦波,也可以经过转换后产生无数个正弦波,因此发展出时间波形信号经过快速傅里叶(FFT)形成频谱。

 

线性定常系统的振动微分方程组内,应用傅里叶变换将物理坐标转化为模态坐标,解耦方程组,佛山肯富来采用模态坐标和模态参数来描述独立方程,从而把系统模态参数求解出来。其中坐标的变换矩阵是模态矩阵,其每列即为模态振型。下面通过具体的公式推导来说明模态分析的具体过程。

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