Ujednačenost raspodjele pojačanja u modulima diodnog pumpanja: ključ stabilnosti performansi

U modernoj laserskoj tehnologiji, diodni pumpni moduli postali su idealan izvor pumpanja za čvrsto-stacionarne i vlaknaste lasere zbog svoje visoke efikasnosti, pouzdanosti i kompaktnog dizajna. Međutim, jedan od kritičnih faktora koji utiču na njihove izlazne performanse i stabilnost sistema je ujednačenost raspodjele pojačanja unutar pumpnog modula.

1. Šta je ujednačenost raspodjele pojačanja?

U modulima za diodno pumpanje, više laserskih diodnih šipki je raspoređeno u niz, a njihova pumpna svjetlost se dovodi u medij za pojačanje (kao što je vlakno dopirano Yb-om ili Nd:YAG kristal) putem optičkog sistema. Ako je raspodjela snage pumpne svjetlosti neravnomjerna, to dovodi do asimetričnog pojačanja u mediju, što rezultira:

1Degradiran kvalitet laserskog snopa

2Smanjena ukupna efikasnost konverzije energije

3Povećano termičko naprezanje i smanjeni vijek trajanja sistema

4Veći rizik od optičkog oštećenja tokom rada

Stoga je postizanje prostorne ujednačenosti u distribuciji svjetlosti pumpe ključni tehnički cilj u dizajnu i proizvodnji modula pumpe.

2. Uobičajeni uzroci neujednačene raspodjele pojačanja

1Varijacije u snazi ​​emisije čipa

Laserske diode inherentno pokazuju varijacije snage. Bez odgovarajućeg sortiranja ili kompenzacije, ove razlike mogu dovesti do neujednačenog intenziteta pumpanja u ciljanom području.

2Greške u sistemima kolimacije i fokusiranja

Neusklađenosti ili nedostaci u optičkim komponentama (npr. FAC/SAC sočiva, nizovi mikrosočiva, spojnice vlakana) mogu uzrokovati odstupanje dijelova snopa od predviđenog cilja, stvarajući vruće tačke ili mrtve zone.

3Efekti termalnog gradijenta

Poluprovodnički laseri su veoma osjetljivi na temperaturu. Loš dizajn hladnjaka ili neravnomjerno hlađenje mogu uzrokovati pomicanje talasne dužine između različitih čipova, što utiče na efikasnost spajanja i konzistentnost izlaza.

4Neadekvatan dizajn izlaza optičkih vlakana

U višejezgrenim vlaknima ili izlaznim strukturama koje kombiniraju snopove, nepravilan raspored jezgre također može rezultirati neujednačenom distribucijom svjetlosti pumpe u mediju za pojačanje.

3. Tehnike za poboljšanje ujednačenosti pojačanja

1Sortiranje čipova i usklađivanje snage

Precizno filtrirajte i grupirajte laserske diodne čipove kako biste osigurali konzistentnu izlaznu snagu unutar svakog modula, minimizirajući lokalizirano pregrijavanje i vruće tačke pojačanja.

2Optimizovani optički dizajn

Koristite optiku koja ne stvara sliku ili homogenizirajuća sočiva (npr. nizove mikrosočiva) kako biste poboljšali preklapanje snopa i tačnost fokusiranja, čime se izravnava profil svjetlosti pumpe.

3Poboljšano upravljanje temperaturom

Koristite materijale visoke toplinske provodljivosti (npr. CuW, CVD dijamant) i strategije ujednačene kontrole temperature kako biste smanjili fluktuacije temperature od čipa do čipa i održali stabilan izlaz.

4Homogenizacija intenziteta svjetlosti

Ugradite difuzore ili elemente za oblikovanje snopa duž putanje svjetlosti pumpe kako biste postigli ravnomjerniju prostornu raspodjelu svjetlosti unutar medija za pojačanje.

4. Praktična vrijednost u primjenama u stvarnom svijetu

U vrhunskim laserskim sistemima—kao što su precizna industrijska obrada, određivanje vojnih lasera, medicinski tretman i naučna istraživanja—Stabilnost i kvalitet laserskog snopa su od najveće važnosti. Neujednačena raspodjela pojačanja direktno utiče na pouzdanost i tačnost sistema, posebno u sljedećim scenarijima:

1Visokoenergetski pulsni laseri: Izbjegavaju lokalno zasićenje ili nelinearne efekte

2Pojačala s vlaknastim laserima: Suzbijaju nakupljanje ASE (pojačane spontane emisije)

3LIDAR i sistemi za mjerenje udaljenosti: Poboljšava tačnost i ponovljivost mjerenja

4Medicinski laseri: Osiguravaju preciznu kontrolu energije tokom tretmana

5. Zaključak

Ujednačenost distribucije pojačanja možda nije najvidljiviji parametar modula pumpe, ali je ključna za pouzdano napajanje visokoperformansnih laserskih sistema. Kako zahtjevi za kvalitetom i stabilnošću lasera nastavljaju rasti, proizvođači modula pumpe moraju se pozabaviti..."kontrola ujednačenosti"kao ključni proces—stalno usavršavajući odabir čipova, strukturni dizajn i termalne strategije kako bi se isporučili pouzdaniji i konzistentniji laserski izvori za daljnje primjene.

Zanima vas kako optimiziramo ujednačenost pojačanja u našim modulima pumpi? Kontaktirajte nas danas da biste saznali više o našim rješenjima i tehničkoj podršci.