Subskrybuj nasze media społecznościowe, aby otrzymywać szybkie posty
Definicja diody laserowej ze sprzężeniem światłowodowym, zasada działania i typowa długość fali
Dioda laserowa ze sprzężeniem światłowodowym to urządzenie półprzewodnikowe generujące spójne światło, które następnie jest skupiane i precyzyjnie ustawiane w celu połączenia z kablem światłowodowym. Podstawowa zasada polega na wykorzystaniu prądu elektrycznego do stymulacji diody, tworząc fotony poprzez emisję wymuszoną. Fotony te są wzmacniane w diodzie, tworząc wiązkę laserową. Poprzez dokładne skupienie i ustawienie, wiązka lasera jest kierowana do rdzenia kabla światłowodowego, gdzie jest transmitowana z minimalną stratą w wyniku całkowitego wewnętrznego odbicia.
Zakres długości fali
Typowa długość fali modułu diody laserowej ze sprzężeniem światłowodowym może się znacznie różnić w zależności od jego zamierzonego zastosowania. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia te mogą obejmować szeroki zakres długości fal, w tym:
Widoczne widmo światła:Począwszy od około 400 nm (fiolet) do 700 nm (czerwony). Są one często używane w zastosowaniach wymagających światła widzialnego do oświetlenia, wyświetlania lub wykrywania.
Bliska podczerwień (NIR):Począwszy od około 700 nm do 2500 nm. Długości fal NIR są powszechnie stosowane w telekomunikacji, zastosowaniach medycznych i różnych procesach przemysłowych.
Średnia podczerwień (MIR): Wykraczające poza 2500 nm, choć mniej powszechne w standardowych modułach diod laserowych ze sprzężeniem światłowodowym ze względu na specjalistyczne zastosowania i wymagane materiały włókniste.
Lumispot Tech oferuje moduł diody laserowej ze sprzężeniem światłowodowym o typowych długościach fal 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m i 976 nm, aby sprostać różnym klientom'potrzeby aplikacji.
Typowy Azastosowanies laserów sprzężonych włóknem o różnych długościach fal
W tym przewodniku omówiono kluczową rolę diod laserowych ze sprzężeniem światłowodowym (LD) w udoskonalaniu technologii źródeł pompowych i metod pompowania optycznego w różnych systemach laserowych. Koncentrując się na określonych długościach fal i ich zastosowaniach, podkreślamy, jak te diody laserowe rewolucjonizują wydajność i użyteczność zarówno laserów światłowodowych, jak i laserów na ciele stałym.
Zastosowanie laserów sprzężonych włóknem jako źródeł pomp dla laserów światłowodowych
LD sprzężony światłowodem 915nm i 976nm jako źródło pompy dla lasera światłowodowego 1064nm ~ 1080nm.
W przypadku laserów światłowodowych działających w zakresie od 1064 nm do 1080 nm produkty wykorzystujące długości fal od 915 nm do 976 nm mogą służyć jako efektywne źródła pomp. Są one stosowane głównie w takich zastosowaniach, jak cięcie i spawanie laserowe, napawanie, obróbka laserowa, znakowanie i broń laserowa dużej mocy. Proces, znany jako pompowanie bezpośrednie, polega na tym, że włókno pochłania światło pompy i bezpośrednio emituje je w postaci wyjścia laserowego o długościach fal takich jak 1064 nm, 1070 nm i 1080 nm. Ta technika pompowania jest szeroko stosowana zarówno w laserach badawczych, jak i konwencjonalnych laserach przemysłowych.
Dioda laserowa ze sprzężeniem światłowodowym o długości fali 940 nm jako źródło pompujące lasera światłowodowego o długości fali 1550 nm
W dziedzinie laserów światłowodowych 1550 nm jako źródła pomp powszechnie stosuje się lasery ze sprzężeniem światłowodowym o długości fali 940 nm. Aplikacja ta jest szczególnie cenna w dziedzinie lasera LiDAR.
Specjalne zastosowania diody laserowej sprzężonej światłowodem o długości fali 790 nm
Lasery sprzężone włóknem o długości fali 790 nm służą nie tylko jako źródła pomp dla laserów światłowodowych, ale mają również zastosowanie w laserach na ciele stałym. Stosowane są głównie jako źródła pomp w laserach działających w pobliżu długości fali 1920 nm, a ich głównym zastosowaniem jest fotoelektryczne środki zaradcze.
Aplikacjelaserów sprzężonych włóknem jako źródeł pomp dla lasera na ciele stałym
W przypadku laserów na ciele stałym emitujących długość fali od 355 nm do 532 nm preferowanym wyborem są lasery ze sprzężeniem światłowodowym o długościach fal 808 nm, 880 nm, 878,6 nm i 888 nm. Są one szeroko stosowane w badaniach naukowych i rozwoju laserów na ciele stałym w widmie fioletowym, niebieskim i zielonym.
Bezpośrednie zastosowania laserów półprzewodnikowych
Bezpośrednie zastosowania lasera półprzewodnikowego obejmują bezpośrednie wyjście, sprzężenie soczewek, integrację płytek drukowanych i integrację systemu. Lasery ze sprzężeniem światłowodowym o długościach fal takich jak 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm i 915 nm są wykorzystywane w różnych zastosowaniach, w tym w oświetleniu, kontroli kolei, wizji maszynowej i systemach bezpieczeństwa.
Wymagania dotyczące źródła pompowego laserów światłowodowych i laserów na ciele stałym.
Aby szczegółowo zrozumieć wymagania dotyczące źródeł pompujących w przypadku laserów światłowodowych i laserów na ciele stałym, konieczne jest zagłębienie się w specyfikę działania tych laserów oraz rolę źródeł pomp w ich funkcjonalności. W tym miejscu rozwiniemy wstępny przegląd, aby omówić zawiłości mechanizmów pompujących, rodzaje używanych źródeł pomp i ich wpływ na wydajność lasera. Wybór i konfiguracja źródeł pomp ma bezpośredni wpływ na wydajność lasera, moc wyjściową i jakość wiązki. Efektywne sprzęganie, dopasowanie długości fali i zarządzanie temperaturą mają kluczowe znaczenie dla optymalizacji wydajności i wydłużenia żywotności lasera. Postępy w technologii diod laserowych stale poprawiają wydajność i niezawodność zarówno laserów światłowodowych, jak i laserów na ciele stałym, czyniąc je bardziej wszechstronnymi i opłacalnymi w szerokim zakresie zastosowań.
- Wymagania dotyczące źródła pomp laserów światłowodowych
Diody laserowejako źródła pomp:Lasery światłowodowe wykorzystują głównie diody laserowe jako źródło pompy ze względu na ich wydajność, niewielkie rozmiary i zdolność do wytwarzania określonej długości fali światła, która odpowiada spektrum absorpcji domieszkowanego włókna. Wybór długości fali diody laserowej ma kluczowe znaczenie; na przykład powszechną domieszką w laserach światłowodowych jest iterb (Yb), którego optymalny pik absorpcji wynosi około 976 nm. Dlatego też do pompowania laserów światłowodowych domieszkowanych Yb preferowane są diody laserowe emitujące falę o tej długości lub w jej pobliżu.
Konstrukcja z podwójnym włóknem:Aby zwiększyć efektywność absorpcji światła z pompujących diod laserowych, w laserach światłowodowych często stosuje się konstrukcję włókien z podwójnym płaszczem. Wewnętrzny rdzeń domieszkowany jest aktywnym ośrodkiem laserowym (np. Yb), natomiast zewnętrzna, większa warstwa płaszcza kieruje światło pompy. Rdzeń pochłania światło pompy i wytwarza działanie lasera, podczas gdy płaszcz pozwala na interakcję większej ilości światła pompy z rdzeniem, zwiększając wydajność.
Dopasowanie długości fali i skuteczność sprzęgania: Efektywne pompowanie wymaga nie tylko doboru diod laserowych o odpowiedniej długości fali, ale także optymalizacji wydajności sprzężenia pomiędzy diodami a włóknem. Wymaga to starannego ustawienia i użycia elementów optycznych, takich jak soczewki i łączniki, aby zapewnić wtryskiwanie maksymalnej ilości światła pompy do rdzenia lub płaszcza światłowodu.
-Lasery na ciele stałymWymagania dotyczące źródła pompy
Pompowanie optyczne:Oprócz diod laserowych, lasery na ciele stałym (w tym lasery masowe, takie jak Nd:YAG) można pompować optycznie za pomocą lamp błyskowych lub lamp łukowych. Lampy te emitują szerokie spektrum światła, którego część odpowiada pasmom absorpcji ośrodka laserowego. Chociaż metoda ta jest mniej wydajna niż pompowanie diodą laserową, może zapewnić bardzo wysokie energie impulsów, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających dużej mocy szczytowej.
Konfiguracja źródła pompy:Konfiguracja źródła pompy w laserach na ciele stałym może znacząco wpłynąć na ich wydajność. Pompowanie końcowe i boczne to powszechne konfiguracje. Pompowanie końcowe, w którym światło pompy jest kierowane wzdłuż osi optycznej ośrodka laserowego, zapewnia lepsze nakładanie się światła pompy i trybu lasera, co prowadzi do wyższej wydajności. Pompowanie boczne, choć potencjalnie mniej wydajne, jest prostsze i może zapewnić wyższą całkowitą energię w przypadku prętów lub płyt o dużej średnicy.
Zarządzanie ciepłem:Zarówno lasery światłowodowe, jak i lasery na ciele stałym wymagają skutecznego zarządzania ciepłem, aby poradzić sobie z ciepłem wytwarzanym przez źródła pomp. W laserach światłowodowych zwiększona powierzchnia włókna pomaga w rozpraszaniu ciepła. W laserach na ciele stałym systemy chłodzenia (takie jak chłodzenie wodne) są niezbędne do utrzymania stabilnej pracy i zapobiegania soczewkowaniu termicznemu lub uszkodzeniu ośrodka laserowego.
Czas publikacji: 28 lutego 2024 r