Подпишитесь на наши страницы в социальных сетях, чтобы получать оперативные публикации.
Определение, принцип работы и типичная длина волны волоконно-оптического лазерного диода
Волоконно-оптический лазерный диод — это полупроводниковое устройство, генерирующее когерентный свет, который затем фокусируется и точно выравнивается для ввода в волоконно-оптический кабель. Основной принцип заключается в использовании электрического тока для стимуляции диода, в результате чего создаются фотоны посредством стимулированного излучения. Эти фотоны усиливаются внутри диода, создавая лазерный луч. Благодаря тщательной фокусировке и выравниванию этот лазерный луч направляется в сердцевину волоконно-оптического кабеля, где он передается с минимальными потерями за счет полного внутреннего отражения.
Диапазон длин волн
Типичная длина волны модуля лазерного диода с волоконно-оптической связью может значительно варьироваться в зависимости от его предполагаемого применения. Как правило, эти устройства могут охватывать широкий диапазон длин волн, включая:
Спектр видимого света:Диапазон длин волн составляет примерно от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (красный). Эти лучи часто используются в приложениях, требующих видимого света для освещения, отображения информации или датчиков.
Ближний инфракрасный диапазон (БИК):Диапазон длин волн ближнего инфракрасного излучения составляет примерно от 700 до 2500 нм. Эти длины волн широко используются в телекоммуникациях, медицине и различных промышленных процессах.
Средний инфракрасный диапазон (MIR): Диапазон длин волн превышает 2500 нм, хотя и встречается реже в стандартных модулях лазерных диодов с волоконно-оптической связью из-за специфических областей применения и необходимых материалов волокна.
Компания Lumispot Tech предлагает волоконно-оптические лазерные диодные модули с типичными длинами волн 525 нм, 790 нм, 792 нм, 808 нм, 878,6 нм, 888 нм, 915 нм и 976 нм для удовлетворения потребностей различных клиентов.'потребности приложения.
Типичный Априложениеs волоконно-оптических лазеров на разных длинах волн
В этом руководстве рассматривается ключевая роль волоконно-оптических лазерных диодов (ЛД) в развитии технологий источников накачки и методов оптической накачки в различных лазерных системах. Сосредоточившись на конкретных длинах волн и их применении, мы показываем, как эти лазерные диоды революционизируют производительность и полезность как волоконных, так и твердотельных лазеров.
Использование волоконно-оптических лазеров в качестве источников накачки для волоконных лазеров
Волоконно-оптический лазер с длиной волны 915 нм и 976 нм в качестве источника накачки для волоконного лазера с длиной волны 1064–1080 нм.
Для волоконных лазеров, работающих в диапазоне 1064–1080 нм, эффективными источниками накачки могут служить устройства, использующие длины волн 915 нм и 976 нм. Они в основном применяются в таких областях, как лазерная резка и сварка, наплавка, лазерная обработка, маркировка и мощное лазерное оружие. Процесс, известный как прямая накачка, включает в себя поглощение волокнами света накачки и его прямое излучение в виде лазерного излучения на длинах волн, таких как 1064 нм, 1070 нм и 1080 нм. Этот метод накачки широко используется как в исследовательских лазерах, так и в обычных промышленных лазерах.
Волоконно-оптический лазерный диод с длиной волны накачки 940 нм для волоконного лазера с длиной волны 1550 нм
В области волоконных лазеров с длиной волны 1550 нм в качестве источников накачки обычно используются волоконно-оптические лазеры с длиной волны 940 нм. Это применение особенно ценно в области лазерного лидара.
Специальные области применения волоконно-оптического лазерного диода с длиной волны 790 нм.
Волоконно-оптические лазеры с длиной волны 790 нм служат не только источниками накачки для волоконных лазеров, но и находят применение в твердотельных лазерах. В основном они используются в качестве источников накачки для лазеров, работающих вблизи длины волны 1920 нм, с основным применением в фотоэлектрических средствах противодействия.
Приложенияволоконно-оптические лазеры в качестве источников накачки для твердотельных лазеров
Для твердотельных лазеров, излучающих в диапазоне от 355 нм до 532 нм, предпочтительным выбором являются волоконно-оптические лазеры с длинами волн 808 нм, 880 нм, 878,6 нм и 888 нм. Они широко используются в научных исследованиях и разработке твердотельных лазеров в фиолетовом, синем и зеленом спектре.
Непосредственное применение полупроводниковых лазеров
Области применения полупроводниковых лазеров прямого действия включают прямой вывод излучения, связь с линзами, интеграцию в печатные платы и системную интеграцию. Волоконно-оптические лазеры с длинами волн, такими как 450 нм, 525 нм, 650 нм, 790 нм, 808 нм и 915 нм, используются в различных областях, включая освещение, инспекцию железнодорожных путей, машинное зрение и системы безопасности.
Требования к источнику накачки волоконных и твердотельных лазеров.
Для детального понимания требований к источникам накачки для волоконных и твердотельных лазеров необходимо углубиться в особенности работы этих лазеров и роль источников накачки в их функционировании. Здесь мы расширим первоначальный обзор, чтобы рассмотреть тонкости механизмов накачки, типы используемых источников накачки и их влияние на характеристики лазера. Выбор и конфигурация источников накачки напрямую влияют на эффективность лазера, выходную мощность и качество луча. Эффективное сопряжение, согласование длин волн и теплоотвод имеют решающее значение для оптимизации производительности и продления срока службы лазера. Достижения в технологии лазерных диодов продолжают улучшать характеристики и надежность как волоконных, так и твердотельных лазеров, делая их более универсальными и экономически эффективными для широкого спектра применений.
- Требования к источнику накачки волоконных лазеров
Лазерные диодыв качестве источников насосного оборудования:В волоконных лазерах в качестве источника накачки преимущественно используются лазерные диоды благодаря их эффективности, компактным размерам и способности генерировать свет определенной длины волны, соответствующей спектру поглощения легированного волокна. Выбор длины волны лазерного диода имеет решающее значение; например, распространенной легирующей примесью в волоконных лазерах является иттербий (Yb), оптимальный пик поглощения которого находится около 976 нм. Поэтому для накачки волоконных лазеров с легированием Yb предпочтительны лазерные диоды, излучающие на длине волны, близкой к этой.
Конструкция с двойным волоконным оболочкой:Для повышения эффективности поглощения света от лазерных диодов накачки в волоконных лазерах часто используется двухслойная конструкция волокна. Внутренний сердечник легируется активной лазерной средой (например, иттербием), а внешний, более толстый слой оболочки направляет свет накачки. Сердечник поглощает свет накачки и производит лазерное излучение, в то время как оболочка позволяет большему количеству света накачки взаимодействовать с сердечником, повышая эффективность.
Согласование длин волн и эффективность связиДля эффективной накачки требуется не только выбор лазерных диодов с соответствующей длиной волны, но и оптимизация эффективности связи между диодами и волокном. Это включает в себя тщательную юстировку и использование оптических компонентов, таких как линзы и соединители, для обеспечения максимального количества света накачки, поступающего в сердцевину или оболочку волокна.
-Твердотельные лазерыТребования к источнику питания насоса
Оптическая накачка:Помимо лазерных диодов, твердотельные лазеры (включая объемные лазеры, такие как Nd:YAG) могут оптически накачиваться импульсными лампами или дуговыми лампами. Эти лампы излучают широкий спектр света, часть которого совпадает с полосами поглощения лазерной среды. Хотя этот метод менее эффективен, чем накачка лазерными диодами, он позволяет получать очень высокие энергии импульсов, что делает его подходящим для применений, требующих высокой пиковой мощности.
Конфигурация источника питания насоса:Конфигурация источника накачки в твердотельных лазерах может существенно влиять на их характеристики. Распространенными конфигурациями являются торцевая и боковая накачка. Торцевая накачка, при которой свет накачки направляется вдоль оптической оси лазерной среды, обеспечивает лучшее перекрытие между светом накачки и лазерной модой, что приводит к повышению эффективности. Боковая накачка, хотя потенциально менее эффективна, проще и может обеспечить более высокую общую энергию для стержней или пластин большого диаметра.
Терморегулирование:Как волоконные, так и твердотельные лазеры нуждаются в эффективном теплоотводе для отвода тепла, выделяемого источниками накачки. В волоконных лазерах большая площадь поверхности волокна способствует рассеиванию тепла. В твердотельных лазерах для поддержания стабильной работы и предотвращения теплового линзирования или повреждения лазерной среды необходимы системы охлаждения (например, водяное охлаждение).
Дата публикации: 28 февраля 2024 г.