Šiuolaikinėse lazerių technologijose diodiniai pumpavimo moduliai tapo idealiu pumpavimo šaltiniu kietojo kūno ir skaiduliniams lazeriams dėl savo didelio efektyvumo, patikimumo ir kompaktiškos konstrukcijos. Tačiau vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos jų išvesties našumui ir sistemos stabilumui, yra stiprinimo pasiskirstymo pumpavimo modulyje vienodumas.
1. Kas yra stiprinimo pasiskirstymo vienodumas?
Diodų kaupinimo moduliuose į matricą išdėstytos kelios lazerinių diodų juostos, o jų kaupinimo šviesa per optinę sistemą tiekiama į stiprinimo terpę (pvz., Yb legiruotą šviesolaidį arba Nd:YAG kristalą). Jei kaupinimo šviesos galios pasiskirstymas yra netolygus, terpėje susidaro asimetrinis stiprinimas, dėl kurio:
①Sumažėjusi lazerio spindulio kokybė
②Sumažintas bendras energijos konversijos efektyvumas
③Padidėjęs terminis įtempis ir sutrumpėjęs sistemos tarnavimo laikas
④Didesnė optinių pažeidimų rizika eksploatacijos metu
Todėl erdvinio vienodumo užtikrinimas siurblio šviesos pasiskirstyme yra labai svarbus techninis tikslas projektuojant ir gaminant siurblio modulius.
2. Dažniausios netolygaus stiprinimo pasiskirstymo priežastys
①Lustų emisijos galios skirtumai
Lazerinių diodų lustai iš prigimties pasižymi galios skirtumais. Be tinkamo rūšiavimo ar kompensavimo šie skirtumai gali lemti nevienodą siurblio intensyvumą visoje tikslinėje srityje.
②Kolimacijos ir fokusavimo sistemų klaidos
Optinių komponentų (pvz., FAC/SAC lęšių, mikrolęšių matricų, šviesolaidžių jungčių) išlyginimas arba defektai gali lemti spindulio dalių nukrypimą nuo numatyto taikinio, sukuriant karštąsias arba negyvas zonas.
③Terminio gradiento efektai
Puslaidininkiniai lazeriai yra labai jautrūs temperatūrai. Prasta radiatoriaus konstrukcija arba netolygus aušinimas gali sukelti bangos ilgio poslinkį tarp skirtingų lustų, o tai turi įtakos sujungimo efektyvumui ir išvesties nuoseklumui.
④Nepakankamas pluošto išvesties dizainas
Daugiagyslėse šviesolaidžių arba pluoštų jungimo išvesties struktūrose netinkamas branduolių išdėstymas taip pat gali lemti netolygų kaupinimo šviesos pasiskirstymą stiprinimo terpėje.
3. Metodai, skirti pagerinti vienodą įgijimą
①Lustų rūšiavimas ir galios suderinimas
Tiksliai ekranuokite ir grupuokite lazerinių diodų lustus, kad užtikrintumėte pastovią išėjimo galią kiekviename modulyje, sumažindami lokalizuotą perkaitimą ir stiprinimo taškus.
②Optimizuotas optinis dizainas
Naudokite nevaizduojančią optiką arba homogenizuojančius lęšius (pvz., mikrolęšių matricas), kad pagerintumėte spindulių persidengimą ir fokusavimo tikslumą, taip suplokštindami siurblio šviesos profilį.
③Patobulintas šilumos valdymas
Naudokite didelio šilumos laidumo medžiagas (pvz., CuW, CVD deimantus) ir vienodas temperatūros valdymo strategijas, kad sumažintumėte temperatūros svyravimus tarp lustų ir išlaikytumėte stabilų našumą.
④Šviesos intensyvumo homogenizavimas
Įtraukite difuzorius arba spindulio formavimo elementus išilgai siurblio šviesos kelio, kad būtų pasiektas tolygesnis erdvinis šviesos pasiskirstymas stiprinimo terpėje.
4. Praktinė vertė realiose situacijose
Aukščiausios klasės lazerinėse sistemose—pavyzdžiui, tikslusis pramoninis apdirbimas, karinis lazerių žymėjimas, medicininis gydymas ir moksliniai tyrimai—Lazerio išvesties stabilumas ir spindulio kokybė yra nepaprastai svarbūs. Nevienodas stiprinimo pasiskirstymas tiesiogiai veikia sistemos patikimumą ir tikslumą, ypač šiais atvejais:
①Didelės energijos impulsiniai lazeriai: išvengiama vietinio sodrumo arba netiesinių efektų
②Skaidulinių lazerinių stiprintuvų veikimas: slopina ASE (sustiprintos savaiminės emisijos) kaupimąsi
③LIDAR ir atstumo matavimo sistemos: pagerina matavimo tikslumą ir pakartojamumą
④Medicininiai lazeriai: užtikrina tikslų energijos valdymą procedūrų metu
5. Išvada
Stiprinimo pasiskirstymo vienodumas galbūt nėra pats matomiausias siurblio modulio parametras, tačiau jis yra būtinas patikimam didelio našumo lazerinių sistemų maitinimui. Kadangi lazerio kokybės ir stabilumo reikalavimai toliau auga, siurblio modulių gamintojai turi atsižvelgti į tai.„vienodumo kontrolė„kaip pagrindinis procesas—nuolat tobulina lustų pasirinkimą, konstrukcinį projektavimą ir šilumines strategijas, kad būtų galima tiekti patikimesnius ir nuoseklesnius lazerio šaltinius tolesnėms reikmėms.
Domina, kaip optimizuojame siurblių modulių stiprinimo vienodumą? Susisiekite su mumis šiandien ir sužinokite daugiau apie mūsų sprendimus bei techninę pagalbą.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 20 d.