Tilaa sosiaalisen median kanavamme saadaksesi nopeita julkaisuja
Kuitukytketty laserdiodi Määritelmä, toimintaperiaate ja tyypillinen aallonpituus
Kuitukytkentäinen laserdiodi on puolijohdelaite, joka tuottaa koherenttia valoa, joka sitten fokusoidaan ja kohdistetaan tarkasti kytkettäväksi valokuitukaapeliin. Ydinperiaatteena on sähkövirran käyttö diodin stimuloimiseen, jolloin fotoneja syntyy stimuloidun emission avulla. Nämä fotonit vahvistetaan diodin sisällä, jolloin syntyy lasersäde. Huolellisen fokusoinnin ja kohdistamisen avulla tämä lasersäde suunnataan valokuitukaapelin ytimeen, josta se kulkee läpi mahdollisimman vähäisin häviöin sisäisen heijastuksen vuoksi.
Aallonpituusalue
Kuitukytketyn laserdiodimoduulin tyypillinen aallonpituus voi vaihdella suuresti sen käyttötarkoituksesta riippuen. Yleensä nämä laitteet voivat kattaa laajan aallonpituusalueen, mukaan lukien:
Näkyvän valon spektri:Vaihtelee noin 400 nm:stä (violetti) 700 nm:iin (punainen). Näitä käytetään usein sovelluksissa, jotka vaativat näkyvää valoa valaistukseen, näyttöön tai tunnistukseen.
Lähi-infrapuna (NIR):Lähi-infrapuna-aallonpituudet vaihtelevat noin 700 nm:stä 2500 nm:iin. Lähi-infrapuna-aallonpituuksia käytetään yleisesti televiestinnässä, lääketieteellisissä sovelluksissa ja erilaisissa teollisissa prosesseissa.
Keski-infrapuna (MIR): Ulottuu yli 2500 nm:n, vaikkakin harvinaisempaa tavallisissa kuitukytkettyissä laserdiodimoduuleissa vaadittavien erikoissovellusten ja kuitumateriaalien vuoksi.
Lumispot Tech tarjoaa kuitukytkentäisiä laserdiodimoduuleja tyypillisillä aallonpituuksilla 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m ja 976 nm vastatakseen erilaisiin asiakastarpeisiin.'sovellustarpeet.
Tyypillinen Ahakemuss kuitukytkettyjen lasereiden eri aallonpituuksilla
Tässä oppaassa tarkastellaan kuitukytkettyjen laserdiodien (LD) keskeistä roolia pumppauslähdeteknologioiden ja optisten pumppausmenetelmien kehittämisessä erilaisissa laserjärjestelmissä. Keskittymällä tiettyihin aallonpituuksiin ja niiden sovelluksiin korostamme, kuinka nämä laserdiodit mullistavat sekä kuitu- että puolijohdelasereiden suorituskyvyn ja hyödyllisyyden.
Kuitukytkettyjen lasereiden käyttö pumppauslähteinä kuitulasereille
915 nm:n ja 976 nm:n kuitukytketty LD pumpun lähteenä 1064 nm:n ~ 1080 nm:n kuitulaserille.
1064–1080 nm:n aallonpituusalueella toimivien kuitulasereiden tehokkaina pumppauslähteinä voivat olla 915 nm:n ja 976 nm:n aallonpituuksia hyödyntävät tuotteet. Näitä käytetään pääasiassa sovelluksissa, kuten laserleikkauksessa ja -hitsauksessa, verhouksessa, laserkäsittelyssä, merkinnässä ja suuritehoisissa laseraseissa. Suorapumppauksena tunnettu prosessi sisältää sen, että kuitu absorboi pumppausvaloa ja lähettää sen suoraan lasersäteilynä aallonpituuksilla, kuten 1064 nm, 1070 nm ja 1080 nm. Tätä pumppaustekniikkaa käytetään laajalti sekä tutkimuslasereissa että perinteisissä teollisuuslasereissa.
Kuitukytketty laserdiodi, jonka aallonpituus on 940 nm, toimii 1550 nm:n kuitulaserin pumppauslähteenä
1550 nm:n kuitulasereiden alalla pumppulähteinä käytetään yleisesti 940 nm:n aallonpituuden omaavia kuitukytkettyjä lasereita. Tämä sovellus on erityisen arvokas laser-LiDAR-tekniikan alalla.
Kuitukytketyn laserdiodin erityissovellukset 790 nm:n värähtelyalueella
790 nm:n aallonpituudella toimivat kuitukytkettyjen lasereiden aallonpituuden lisäksi niitä voidaan käyttää myös kiinteän olomuodon lasereissa. Niitä käytetään pääasiassa pumppulähteinä lasereille, jotka toimivat lähellä 1920 nm:n aallonpituutta, ja niiden pääasialliset sovellukset ovat valosähköisissä vastatoimissa.
Sovelluksetkuitukytkettyjä lasereita pumppulähteinä kiinteän olomuodon lasereille
Kiinteän olomuodon lasereiksi, joiden aallonpituus on 355–532 nm, suositeltavia vaihtoehtoja ovat kuitukytkettyt laserit, joiden aallonpituudet ovat 808 nm, 880 nm, 878,6 nm ja 888 nm. Näitä käytetään laajalti tieteellisessä tutkimuksessa ja kiinteän olomuodon lasereiden kehittämisessä violetilla, sinisellä ja vihreällä spektrillä.
Puolijohdelasereiden suorat sovellukset
Suoraan puolijohdelasereihin kuuluvat suora valonlähtö, linssien kytkentä, piirilevyjen integrointi ja järjestelmäintegrointi. Kuitukytkettyjä lasereita, joiden aallonpituudet ovat esimerkiksi 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm ja 915 nm, käytetään useissa eri sovelluksissa, kuten valaistuksessa, rautatietarkastuksissa, konenäössä ja turvajärjestelmissä.
Kuitulaserien ja kiinteän olomuodon lasereiden pumppulähteen vaatimukset.
Jotta kuitulasereiden ja kiinteän olomuodon lasereiden pumppulähteiden vaatimukset ymmärrettäisiin yksityiskohtaisesti, on tärkeää perehtyä näiden lasereiden toimintatapoihin ja pumppulähteiden rooliin niiden toiminnassa. Tässä laajennamme alkuperäistä yleiskatsausta kattamaan pumppausmekanismien monimutkaisuudet, käytetyt pumppulähteet ja niiden vaikutuksen laserin suorituskykyyn. Pumppulähteiden valinta ja kokoonpano vaikuttavat suoraan laserin hyötysuhteeseen, lähtötehoon ja säteen laatuun. Tehokas kytkentä, aallonpituuden sovitus ja lämmönhallinta ovat ratkaisevan tärkeitä suorituskyvyn optimoimiseksi ja laserin käyttöiän pidentämiseksi. Laserdioditekniikan kehitys parantaa jatkuvasti sekä kuitu- että kiinteän olomuodon lasereiden suorituskykyä ja luotettavuutta, mikä tekee niistä monipuolisempia ja kustannustehokkaampia monissa sovelluksissa.
- Kuitulaserien pumppulähteen vaatimukset
Laserdioditpumppulähteinä:Kuitulaserit käyttävät pumppauslähteenään pääasiassa laserdiodeja niiden tehokkuuden, kompaktin koon ja kyvyn tuottaa tietty valon aallonpituus, joka vastaa seostetun kuidun absorptiospektriä. Laserdiodin aallonpituuden valinta on ratkaisevan tärkeää; esimerkiksi yleinen seostusaine kuitulasereissa on ytterbium (Yb), jonka optimaalinen absorptiohuippu on noin 976 nm. Siksi tällä aallonpituudella tai lähellä sitä emittoivat laserdiodit ovat edullisia Yb-seostettujen kuitulasereiden pumppaamiseen.
Kaksinkertainen kuitupäällyste:Pumppulaserdiodien valon absorption tehokkuuden parantamiseksi kuitulaserit käyttävät usein kaksinkertaista kuiturakennetta. Sisäydin on seostettu aktiivisella laserväliaineella (esim. Yb), kun taas ulompi, suurempi kuorikerros ohjaa pumpun valoa. Ydin absorboi pumpun valon ja tuottaa laserin toiminnan, kun taas kuori mahdollistaa merkittävämmän määrän pumpun valoa vuorovaikutuksessa ytimen kanssa, mikä parantaa tehokkuutta.
Aallonpituuden sovitus ja kytkentätehokkuusTehokas pumppaus edellyttää paitsi sopivan aallonpituuden omaavien laserdiodien valintaa myös diodien ja kuidun välisen kytkentätehokkuuden optimointia. Tämä edellyttää huolellista kohdistusta ja optisten komponenttien, kuten linssien ja kytkimien, käyttöä sen varmistamiseksi, että pumppausvalo ruiskutetaan maksimaalisesti kuidun ytimeen tai kuoreen.
-Kiinteän olomuodon laseritPumpun lähdevaatimukset
Optinen pumppaus:Laserdiodien lisäksi kiinteän olomuodon lasereita (mukaan lukien bulkkilaserit, kuten Nd:YAG) voidaan pumpata optisesti salamalampuilla tai valokaarilampuilla. Nämä lamput lähettävät laajan valospektrin, josta osa vastaa laserväliaineen absorptiokaistoja. Vaikka tämä menetelmä on vähemmän tehokas kuin laserdiodipumppaus, se voi tuottaa erittäin suuria pulssienergioita, joten se sopii sovelluksiin, jotka vaativat suurta huipputehoa.
Pumpun lähteen konfigurointi:Pumppulähteen kokoonpano kiinteän olomuodon lasereissa voi vaikuttaa merkittävästi niiden suorituskykyyn. Päätypumppaus ja sivupumppaus ovat yleisiä kokoonpanoja. Päätypumppauksessa, jossa pumpun valo suunnataan laserväliaineen optista akselia pitkin, pumpun valon ja lasermoodin välinen päällekkäisyys paranee, mikä johtaa suurempaan hyötysuhteeseen. Sivupumppaus, vaikka se onkin mahdollisesti vähemmän tehokas, on yksinkertaisempi ja voi tarjota suuremman kokonaisenergian suurihalkaisijaisille tangoille tai levyille.
Lämmönhallinta:Sekä kuitu- että puolijohdelaserit tarvitsevat tehokasta lämmönhallintaa pumppauslähteiden tuottaman lämmön käsittelemiseksi. Kuitulasereissa kuidun laajennettu pinta-ala edistää lämmön haihtumista. Puolijohdelasereissa jäähdytysjärjestelmät (kuten vesijäähdytys) ovat välttämättömiä vakaan toiminnan ylläpitämiseksi ja lämpölinssien tai laserväliaineen vaurioitumisen estämiseksi.
Julkaisun aika: 28. helmikuuta 2024