Prihláste sa na odber našich sociálnych médií a získajte rýchle príspevky
Definícia, princíp fungovania a typická vlnová dĺžka laserovej diódy s vláknovou väzbou
Vláknovo prepojená laserová dióda je polovodičové zariadenie, ktoré generuje koherentné svetlo, ktoré sa potom presne zaostruje a zarovná, aby sa mohlo pripojiť k optickému káblu. Základný princíp spočíva v použití elektrického prúdu na stimuláciu diódy, čím sa prostredníctvom stimulovanej emisie vytvárajú fotóny. Tieto fotóny sú v dióde zosilnené a vytvárajú laserový lúč. Starostlivým zaostrením a zarovnaním je tento laserový lúč smerovaný do jadra optického kábla, kde sa prenáša s minimálnymi stratami v dôsledku úplného vnútorného odrazu.
Rozsah vlnovej dĺžky
Typická vlnová dĺžka modulu laserovej diódy s optickými vláknami sa môže značne líšiť v závislosti od jeho zamýšľaného použitia. Vo všeobecnosti tieto zariadenia pokrývajú široký rozsah vlnových dĺžok vrátane:
Viditeľné svetelné spektrum:Vlnová dĺžka sa pohybuje od približne 400 nm (fialová) do 700 nm (červená). Tieto sa často používajú v aplikáciách vyžadujúcich viditeľné svetlo na osvetlenie, zobrazenie alebo snímanie.
Blízke infračervené žiarenie (NIR):Vlnové dĺžky NIR sa pohybujú od približne 700 nm do 2500 nm a bežne sa používajú v telekomunikáciách, medicínskych aplikáciách a rôznych priemyselných procesoch.
Stredné infračervené spektrum (MIR): Presahuje 2500 nm, hoci je menej bežný v štandardných moduloch laserových diód s optickými vláknami kvôli špecializovaným aplikáciám a požadovaným materiálom vlákien.
Spoločnosť Lumispot Tech ponúka modul laserovej diódy s optickými vláknami s typickými vlnovými dĺžkami 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m a 976 nm, aby vyhovela rôznym zákazníkom.'potreby aplikácie.
Typické Aaplikácias vláknových laserov s rôznymi vlnovými dĺžkami
Táto príručka skúma kľúčovú úlohu laserových diód s vláknovou väzbou (LD) v rozvoji technológií čerpacích zdrojov a metód optického čerpania v rôznych laserových systémoch. Zameraním sa na špecifické vlnové dĺžky a ich aplikácie zdôrazňujeme, ako tieto laserové diódy prinášajú revolúciu vo výkone a užitočnosti vláknových aj pevnolátkových laserov.
Použitie vláknovo viazaných laserov ako zdrojov čerpania pre vláknové lasery
915nm a 976nm vláknový viazaný LD ako zdroj čerpacieho zdroja pre vláknový laser s vlnovou dĺžkou 1064nm ~ 1080nm.
Pre vláknové lasery pracujúce v rozsahu 1064 nm až 1080 nm môžu produkty využívajúce vlnové dĺžky 915 nm a 976 nm slúžiť ako účinné zdroje čerpania. Tieto sa používajú predovšetkým v aplikáciách, ako je laserové rezanie a zváranie, obkladanie, laserové spracovanie, značenie a vysokovýkonné laserové zbrane. Proces, známy ako priame čerpanie, zahŕňa absorbovanie čerpacieho svetla vláknom a jeho priame vyžarovanie ako laserového výstupu na vlnových dĺžkach ako 1064 nm, 1070 nm a 1080 nm. Táto čerpacia technika sa široko používa vo výskumných laseroch aj v konvenčných priemyselných laseroch.
Vláknová laserová dióda s vláknovou väzbou a 940 nm ako zdrojom čerpania 1550 nm vláknového laseru
V oblasti vláknových laserov s vlnovou dĺžkou 1550 nm sa ako zdroje čerpacieho žiarenia bežne používajú vláknové lasery s vlnovou dĺžkou 940 nm. Táto aplikácia je obzvlášť cenná v oblasti laserového LiDAR.
Špeciálne aplikácie vláknovej laserovej diódy s vlnovou dĺžkou 790 nm
Vláknové lasery s vlnovou dĺžkou 790 nm slúžia nielen ako zdroje čerpania pre vláknové lasery, ale sú použiteľné aj v tuhých laseroch. Používajú sa hlavne ako zdroje čerpania pre lasery pracujúce v blízkosti vlnovej dĺžky 1920 nm, s primárnym využitím vo fotoelektrických protiopatreniach.
Aplikácievláknovo viazaných laserov ako zdrojov čerpania pre pevnolátkový laser
Pre pevnolátkové lasery vyžarujúce medzi 355 nm a 532 nm sú preferovanou voľbou vláknové lasery s vlnovými dĺžkami 808 nm, 880 nm, 878,6 nm a 888 nm. Tieto sa široko používajú vo vedeckom výskume a vývoji pevnolátkových laserov vo fialovom, modrom a zelenom spektre.
Priame aplikácie polovodičových laserov
Priame aplikácie polovodičových laserov zahŕňajú priamy výstup, prepojenie šošoviek, integráciu dosiek plošných spojov a systémovú integráciu. Vláknové lasery s vlnovými dĺžkami ako 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm a 915 nm sa používajú v rôznych aplikáciách vrátane osvetlenia, železničnej kontroly, strojového videnia a bezpečnostných systémov.
Požiadavky na zdroj energie pre vláknové lasery a lasery v pevnej fáze.
Pre podrobné pochopenie požiadaviek na čerpacie zdroje pre vláknové a pevnolátkové lasery je nevyhnutné ponoriť sa do špecifík fungovania týchto laserov a úlohy čerpacích zdrojov v ich funkčnosti. V tejto časti rozšírime úvodný prehľad o zložitosti čerpacích mechanizmov, typy použitých čerpacích zdrojov a ich vplyv na výkon lasera. Výber a konfigurácia čerpacích zdrojov priamo ovplyvňuje účinnosť lasera, výstupný výkon a kvalitu lúča. Efektívne prepojenie, prispôsobenie vlnových dĺžok a tepelný manažment sú kľúčové pre optimalizáciu výkonu a predĺženie životnosti lasera. Pokroky v technológii laserových diód neustále zlepšujú výkon a spoľahlivosť vláknových aj pevnolátkových laserov, vďaka čomu sú všestrannejšie a nákladovo efektívnejšie pre širokú škálu aplikácií.
- Požiadavky na zdroj čerpadla pre vláknové lasery
Laserové diódyako zdroje čerpadiel:Vláknové lasery prevažne používajú ako zdroj čerpania laserové diódy kvôli ich účinnosti, kompaktným rozmerom a schopnosti produkovať špecifickú vlnovú dĺžku svetla, ktorá zodpovedá absorpčnému spektru dopovaného vlákna. Voľba vlnovej dĺžky laserovej diódy je kritická; napríklad bežnou prísadou vo vláknových laseroch je yterbium (Yb), ktoré má optimálny absorpčný pík okolo 976 nm. Preto sú na čerpanie vláknových laserov dopovaných Yb uprednostňované laserové diódy emitujúce na tejto vlnovej dĺžke alebo v jej blízkosti.
Dizajn s dvojitým plášťom vlákien:Na zvýšenie účinnosti absorpcie svetla z čerpacích laserových diód sa vo vláknových laseroch často používa dvojito plášťová konštrukcia vlákien. Vnútorné jadro je dopované aktívnym laserovým médiom (napr. Yb), zatiaľ čo vonkajšia, väčšia plášťová vrstva vedie čerpacie svetlo. Jadro absorbuje čerpacie svetlo a vytvára laserový pôsobenie, zatiaľ čo plášť umožňuje interakciu významnejšieho množstva čerpacieho svetla s jadrom, čím sa zvyšuje účinnosť.
Účinnosť prispôsobenia vlnovej dĺžky a väzbyEfektívne čerpanie si vyžaduje nielen výber laserových diód s vhodnou vlnovou dĺžkou, ale aj optimalizáciu účinnosti väzby medzi diódami a vláknom. To zahŕňa starostlivé zarovnanie a použitie optických komponentov, ako sú šošovky a spojky, aby sa zabezpečilo maximálne čerpacie svetlo vstreknuté do jadra alebo plášťa vlákna.
-Pevnolátkové laseryPožiadavky na zdroj čerpadla
Optické čerpanie:Okrem laserových diód je možné lasery v pevnej fáze (vrátane objemových laserov ako Nd:YAG) opticky čerpať zábleskovými lampami alebo oblúkovými lampami. Tieto lampy vyžarujú široké spektrum svetla, ktorého časť zodpovedá absorpčným pásmam laserového média. Hoci je táto metóda menej účinná ako čerpanie laserovými diódami, dokáže poskytnúť veľmi vysoké energie impulzov, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie vyžadujúce vysoký špičkový výkon.
Konfigurácia zdroja čerpadla:Konfigurácia zdroja čerpania v pevnolátkových laseroch môže výrazne ovplyvniť ich výkon. Bežnými konfiguráciami sú koncové čerpanie a bočné čerpanie. Koncové čerpanie, kde je svetlo čerpania smerované pozdĺž optickej osi laserového média, ponúka lepšie prekrytie medzi svetlom čerpania a laserovým módom, čo vedie k vyššej účinnosti. Bočné čerpanie je síce potenciálne menej účinné, ale je jednoduchšie a môže poskytnúť vyššiu celkovú energiu pre tyče alebo dosky s veľkým priemerom.
Tepelný manažment:Vláknové aj pevnolátkové lasery potrebujú efektívne tepelné riadenie na zvládnutie tepla generovaného zdrojmi čerpania. Vo vláknových laseroch pomáha zväčšená povrchová plocha vlákna pri odvádzaní tepla. V pevnolátkových laseroch sú chladiace systémy (ako napríklad vodné chladenie) potrebné na udržanie stabilnej prevádzky a zabránenie tepelnej šošovky alebo poškodenia laserového média.
Čas uverejnenia: 28. februára 2024