Подпишитесь на наши социальные сети для получения быстрых публикаций
Определение, принцип работы и типичная длина волны волоконно-оптического лазерного диода
Волоконно-оптический лазерный диод — это полупроводниковый прибор, генерирующий когерентный свет, который затем фокусируется и точно юстируется для подачи в оптоволоконный кабель. Основной принцип работы заключается в использовании электрического тока для стимуляции диода, что приводит к генерации фотонов посредством вынужденного излучения. Эти фотоны усиливаются внутри диода, создавая лазерный луч. Благодаря тщательной фокусировке и юстировке этот лазерный луч направляется в сердцевину оптоволоконного кабеля, где он передается с минимальными потерями за счет полного внутреннего отражения.
Диапазон длин волн
Типичная длина волны модуля лазерного диода с волоконным подключением может значительно варьироваться в зависимости от предполагаемого применения. Как правило, эти устройства охватывают широкий диапазон длин волн, включая:
Спектр видимого света:Диапазон длин волн от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (красный). Они часто используются в приложениях, требующих видимого света для освещения, отображения или измерения.
Ближний инфракрасный диапазон (БИК):Диапазон длин волн ближнего инфракрасного диапазона составляет от 700 нм до 2500 нм. Он широко используется в телекоммуникациях, медицине и различных промышленных процессах.
Средний инфракрасный диапазон (MIR): Распространяется за пределы 2500 нм, хотя и менее распространен в стандартных модулях лазерных диодов с волоконной связью из-за специализированных применений и требуемых волоконных материалов.
Компания Lumispot Tech предлагает модуль лазерного диода с волоконным подключением 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 приложений.
Типичный Априложениеs волоконно-оптических лазеров на разных длинах волн
В этом руководстве рассматривается ключевая роль лазерных диодов (ЛД) с волоконным подключением в развитии технологий источников накачки и методов оптической накачки в различных лазерных системах. Рассматривая конкретные длины волн и их применение, мы показываем, как эти лазерные диоды революционизируют производительность и возможности как волоконных, так и твердотельных лазеров.
Использование волоконно-оптических лазеров в качестве источников накачки для волоконных лазеров
Волоконно-связанный лазер 915 нм и 976 нм в качестве источника накачки для волоконного лазера 1064 нм ~ 1080 нм.
Для волоконных лазеров, работающих в диапазоне длин волн от 1064 до 1080 нм, устройства, использующие длины волн 915 и 976 нм, могут служить эффективными источниками накачки. Они в основном используются в таких областях, как лазерная резка и сварка, наплавка, лазерная обработка, маркировка и производство мощного лазерного оружия. Этот процесс, известный как прямая накачка, заключается в том, что волокно поглощает свет накачки и непосредственно излучает его в виде лазерного излучения на длинах волн 1064, 1070 и 1080 нм. Этот метод накачки широко используется как в исследовательских, так и в обычных промышленных лазерах.
Волоконно-связанный лазерный диод с длиной волны 940 нм в качестве источника накачки 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 лазерных лидаров.
Специальные 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 применяются в твердотельных лазерах. Они используются в основном в качестве источников накачки для лазеров, работающих в диапазоне длин волн около 1920 нм, и находят основное применение в фотоэлектрических системах противодействия.
Приложенияволоконно-оптических лазеров в качестве источников накачки для твердотельных лазеров
Для твердотельных лазеров с длиной волны излучения от 355 до 532 нм предпочтительными являются волоконно-оптические лазеры с длинами волн 808, 880, 878,6 и 888 нм. Они широко используются в научных исследованиях и разработке твердотельных лазеров в фиолетовом, синем и зелёном спектрах.
Прямое применение полупроводниковых лазеров
Полупроводниковые лазеры прямого излучения применяются для прямого выхода, соединения с линзами, интеграции в печатные платы и системной интеграции. Волоконно-оптические лазеры с длинами волн 450 нм, 525 нм, 650 нм, 790 нм, 808 нм и 915 нм используются в различных приложениях, включая освещение, железнодорожный контроль, машинное зрение и системы безопасности.
Требования к источникам накачки волоконных лазеров и твердотельных лазеров.
Для детального понимания требований к источникам накачки для волоконных и твердотельных лазеров необходимо изучить особенности работы этих лазеров и роль источников накачки в их работе. Здесь мы продолжим первоначальный обзор, чтобы рассмотреть особенности 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 излучения. Эффективное сопряжение, согласование длин волн и управление тепловым режимом имеют решающее значение для оптимизации характеристик и продления срока службы лазера. Достижения в области лазерных диодов продолжают повышать производительность и надежность как волоконных, так и твердотельных лазеров, делая их более универсальными и экономичными для широкого спектра применений.
- Требования к источнику накачки волоконных лазеров
Лазерные диодыкак источники насоса:В волоконных лазерах в качестве источника накачки преимущественно используются лазерные диоды благодаря их эффективности, компактности и способности генерировать свет с определённой длиной волны, соответствующей спектру поглощения легированного волокна. Выбор длины волны лазерного диода имеет решающее значение; например, распространённым легирующим элементом в волоконных лазерах является иттербий (Yb), оптимальный пик поглощения которого находится около 976 нм. Поэтому для накачки волоконных лазеров, легированных иттербием, предпочтительны лазерные диоды, излучающие на этой длине волны или вблизи неё.
Конструкция волокна с двойной оболочкой:Для повышения эффективности поглощения света лазерных диодов накачки в волоконных лазерах часто используется конструкция волокна с двойной оболочкой. Внутренняя сердцевина легирована активной средой лазера (например, Yb), а внешняя, более толстая оболочка направляет свет накачки. Сердцевина поглощает свет накачки и обеспечивает лазерное излучение, в то время как оболочка позволяет большему количеству света накачки взаимодействовать с сердцевиной, повышая эффективность.
Согласование длин волн и эффективность связиЭффективная накачка требует не только выбора лазерных диодов с подходящей длиной волны, но и оптимизации эффективности сопряжения диодов с волокном. Это включает в себя тщательное выравнивание и использование оптических компонентов, таких как линзы и ответвители, для обеспечения максимального ввода света накачки в сердцевину или оболочку волокна.
-Твердотельные лазерыТребования к источнику насоса
Оптическая накачка:Помимо лазерных диодов, оптическая накачка твердотельных лазеров (включая лазеры объёмного типа, такие как Nd:YAG) может осуществляться импульсными или дуговыми лампами. Эти лампы излучают широкий спектр света, часть которого совпадает с полосами поглощения лазерной среды. Хотя этот метод накачки менее эффективен, чем накачка лазерными диодами, он позволяет обеспечить очень высокую энергию импульса, что делает его пригодным для приложений, требующих высокой пиковой мощности.
Конфигурация источника насоса:Конфигурация источника накачки в твердотельных лазерах может существенно влиять на их характеристики. Распространены торцевая и боковая накачки. Торцевая накачка, при которой свет накачки направлен вдоль оптической оси лазерной среды, обеспечивает лучшее перекрытие света накачки и лазерной моды, что приводит к повышению эффективности. Боковая накачка, хотя и потенциально менее эффективна, проще и может обеспечить более высокую общую энергию для стержней или пластин большого диаметра.
Управление тепловым режимом:Как волоконные, так и твердотельные лазеры нуждаются в эффективном терморегулировании для отвода тепла, выделяемого источниками накачки. В волоконных лазерах развитая поверхность волокна способствует рассеиванию тепла. В твердотельных лазерах системы охлаждения (например, водяное) необходимы для поддержания стабильной работы и предотвращения теплового линзирования или повреждения лазерной среды.
Время публикации: 28 февраля 2024 г.