CW pompat cu diodă: o opțiune de sursă de lumină flexibilă și eficientă!

Cristale și pahare dopate cu ND, cum ar fi ND: YAG (Neodymium: Yttrium aluminiu granat) au fost utilizate de mult timp ca materiale de câștig cu laser. Pompat optic, pot produce lungimi de undă de ieșire aproape de 1 um, în timp ce durata de viață a stării excitate a neodimului susține atât undă continuă, cât și funcționarea pulsată (Q-Switch).

În laserele tradiționale, ieșirea de lămpi intense de bliț și lămpi cu arc este concentrată într -o tijă cilindrică de cristal laser pentru a forma un modul de câștig. Acest modul este apoi plasat în interiorul cavității laser, care este de obicei de câțiva centimetri lungime și delimitat de reflectoare înalte și reflectoare parțiale sau cupluri de ieșire.

Cu toate acestea, această abordare se confruntă cu mai multe provocări. În primul rând, lumina pompei nu este eficientă, ceea ce se datorează în principal ineficienței lămpii în transformarea energiei electrice în lumina pompei, în timp ce generează multă căldură inutilă. Mai critic, aceste lămpi emit radiații în bandă largă în intervalele vizibile și infraroșii, ceea ce a dus la absorbția complet a luminii de cristale de câștig laser, care la rândul lor agravează generarea de căldură a modulului de pompă. Această căldură trebuie să fie disipată de un sistem de răcire a apei pentru capul laser și este necesară o sursă de alimentare cu mai multe kilowati.

Pentru multe aplicații industriale, lămpile cu arc continuu au o durată de viață limitată și trebuie înlocuite la fiecare 200 până la 600 de ore. În timpul înlocuirii, optica cavității trebuie adesea să fie reglată bine pentru a menține un model bun de ieșire laser. Această întreținere frecventă de rutină nu numai că crește costurile, dar poate afecta și stabilitatea sistemului laser. În plus, alinierea optică poate deriva în timp, necesitând o recalibrare regulată, chiar și fără a lua în considerare înlocuirea lămpii în sine.

În contrast,Dioda pompată cwelimină semnificativ aceste limitări și dezavantaje. Cristalele cu laser dopate cu neodim au o absorbție ridicată la lungimi de undă de 808 și 880 nm, care se potrivesc cu lungimile de undă de emisie ale diodelor laser cu laser semiconductor Ingaas. Dioda cu laser poate transforma eficient energia electrică în lumină laser, care este absorbită eficient de cristalul dopat de neodim, obținând o eficiență de perete care este de mai multe ori mai mare decât cea a laserelor tradiționale cu lămpi.

Pe lângă eficiența electrică ridicată,Dioda pompată cwaduce și alte avantaje semnificative. Datorită puterii scăzute de ieșire, aceste lasere generează căldură relativ mică, reducând cerințele de răcire. În plus, acestea sunt alimentate de surse de alimentare de joasă tensiune, compatibile cu linii monofazate (110/220V) sau utilități de joasă tensiune în unele mașini-unelte laser.

În plus, datorită dimensiunii compacte a diodelor semiconductoare, dimensiunea totală a capului laser poate fi redusă semnificativ. Pentru OEM -uri și utilizatori industriali, durata de viață lungă a diodelor reduce și mai mult timpul de oprire de întreținere. De fapt, odată cu îmbunătățirea continuă a fiabilității diodelor în laserele cu stare solidă pompează cu diode, aceste lasere au obținut mulți ani de funcționare fără probleme.

În ceea ce privește introducerea cristalelor cu laser, există mai multe abordări de bază pentru CW pompate cu diodă, inclusiv pomparea la capăt și pomparea laterală. Laserele pompate de capăt oferă performanțe ridicate și stabilitate a fasciculelor de ieșire de înaltă calitate în intervalul de putere până la zeci de wați, în timp ce laserele pompate laterale se concentrează pe asigurarea a până la mai mulți kilowati de putere brută, deși calitatea fasciculului lor este compromisă.

De la introducereaDioda pompată cw, au fost studiate numeroase geometrii de cristal laser cu diferite grade de succes comercial. Printre ele, tijele cilindrice, plăcile și cristalele cu disc subțire sunt cele mai importante. În funcție de cerințele de putere și mod, cristalele cu laser cu plăci și tije pot fi proiectate ca pompate de capăt sau pompate laterale, în timp ce cristalele de disc pot fi pompate doar final. În general, cristalele de tijă domină aplicații de putere scăzută/medie și de înaltă calitate, în timp ce cristalele de plăci și disc sunt adesea utilizate în laserele de mare putere.