С быстрым развитием лазерных технологий, модуль усиления лазера с боковой накачкой стал ключевым компонентом в мощных лазерных системах, стимулируя инновации в промышленном производстве, медицинском оборудовании и научных исследованиях. В этой статье рассматриваются его технические принципы, основные преимущества и сценарии применения, чтобы подчеркнуть его ценность и потенциал.
I. Что такое модуль усиления лазера с боковой накачкой?
Модуль усиления лазера с боковой накачкой — это устройство, которое эффективно преобразует энергию полупроводникового лазера в мощный лазерный выход через конфигурацию с боковой накачкой. Его основные компоненты включают среду усиления (такую как Nd:YAG или Nd:YVO₄кристаллы), полупроводниковый источник накачки, структура управления температурой и оптическая резонаторная полость. В отличие от традиционных технологий с торцевой накачкой или прямой электрической накачкой, боковая накачка возбуждает среду усиления более равномерно с нескольких направлений, значительно повышая выходную мощность и стабильность лазера.
II. Технические преимущества: почему стоит выбрать модуль усиления с боковой накачкой?
1. Высокая выходная мощность и превосходное качество луча
Структура боковой накачки равномерно впрыскивает энергию из нескольких массивов полупроводниковых лазеров в кристалл, смягчая эффект термической линзы, наблюдаемый при торцевой накачке. Это позволяет выдавать мощность на уровне киловатта, сохраняя при этом превосходное качество пучка (M² коэффициент < 20), что делает его идеальным для точной резки и сварки.
2. Исключительное терморегулирование
Модуль интегрирует эффективную микроканальную систему охлаждения, быстро рассеивающую тепло от среды усиления. Это обеспечивает стабильную работу в условиях непрерывной высокой нагрузки, расширяя лазер'Срок службы составляет десятки тысяч часов.
3. Масштабируемая и гибкая конструкция
Модуль поддерживает многомодульное стекирование или параллельные конфигурации, легко достигая повышения мощности от сотен ватт до десятков киловатт. Он также совместим с режимами Continuous Wave (CW), Quasi-Continuous Wave (QCW) и Pulsed, адаптируясь к различным потребностям приложений.
4. Экономическая эффективность
По сравнению с волоконными или дисковыми лазерами модули усиления с боковой накачкой обеспечивают более низкую стоимость производства и упрощенное обслуживание, что делает их предпочтительным высокопроизводительным и экономически эффективным решением для промышленных лазерных приложений.
III.Основные сценарии применения
1. Промышленное производство
- Обработка металла: используется в автомобильной и аэрокосмической промышленности для резки толстых листов и сварки с глубоким проплавлением.
- Новый энергетический сектор: идеально подходит для сварки выводов литиевых аккумуляторов и скрайбирования фотоэлектрических кремниевых пластин.
- Аддитивное производство: применяется при наплавке мощным лазером и 3D-печати.
2. Медицинское и эстетическое оборудование
- Лазерная хирургия: используется в урологии (литотрипсия) и офтальмологии.
- Эстетические процедуры: применяются для удаления пигментации и лечения рубцов с помощью импульсных лазеров.
3. Научные исследования и оборона
- Исследования в области нелинейной оптики: выполняет функции источника накачки для оптических параметрических генераторов (ОПГ).
- Лазерный радар (LiDAR): обеспечивает источник импульсного света высокой энергии для обнаружения атмосферы и получения изображений с помощью дистанционного зондирования.
IV.Будущие тенденции развития технологий
1. Интеллектуальная интеграция: объединение алгоритмов ИИ для мониторинга температуры и выходной мощности насоса в режиме реального времени, что позволяет выполнять адаптивную настройку.
2. Расширение в область сверхбыстрых лазеров: разработка пикосекундных/фемтосекундных импульсных лазерных модулей с использованием технологии синхронизации мод для удовлетворения требований прецизионной микрообработки.
3. Экологичная и энергоэффективная конструкция: оптимизация эффективности электрооптического преобразования (в настоящее время превышающей 40%) для снижения энергопотребления и выбросов углекислого газа.
V. Заключение
Благодаря высокой надежности, масштабируемой архитектуре и преимуществам в плане стоимости, модуль усиления лазера с боковой накачкой меняет ландшафт приложений лазеров высокой мощности. Будь то развитие интеллектуального производства Industry 4.0 или продвижение передовых научных исследований, эта технология оказывается незаменимой в расширении границ лазерной технологии.
Время публикации: 02.04.2025