برای دریافت سریع پست‌ها در شبکه‌های اجتماعی ما عضو شوید
تعریف، اصول کار و طول موج معمول دیود لیزر کوپل شده با فیبر
دیود لیزر کوپل شده با فیبر، یک دستگاه نیمه‌هادی است که نور همدوس تولید می‌کند، که سپس به طور دقیق متمرکز و تراز می‌شود تا به یک کابل فیبر نوری کوپل شود. اصل اساسی شامل استفاده از جریان الکتریکی برای تحریک دیود و ایجاد فوتون‌ها از طریق انتشار القایی است. این فوتون‌ها در داخل دیود تقویت می‌شوند و یک پرتو لیزر تولید می‌کنند. از طریق فوکوس و تراز دقیق، این پرتو لیزر به هسته کابل فیبر نوری هدایت می‌شود، جایی که با حداقل تلفات توسط بازتاب داخلی کلی منتقل می‌شود.
محدوده طول موج
طول موج معمول یک ماژول دیود لیزر کوپل شده با فیبر می‌تواند بسته به کاربرد مورد نظر آن بسیار متفاوت باشد. به طور کلی، این دستگاه‌ها می‌توانند طیف وسیعی از طول موج‌ها را پوشش دهند، از جمله:
طیف نور مرئی:از حدود ۴۰۰ نانومتر (بنفش) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز). اینها اغلب در کاربردهایی که به نور مرئی برای روشنایی، نمایش یا حسگری نیاز دارند، استفاده می‌شوند.
مادون قرمز نزدیک (NIR):از حدود ۷۰۰ نانومتر تا ۲۵۰۰ نانومتر. طول موج‌های NIR معمولاً در مخابرات، کاربردهای پزشکی و فرآیندهای صنعتی مختلف استفاده می‌شوند.
مادون قرمز میانی (MIR): فراتر از ۲۵۰۰ نانومتر، اگرچه به دلیل کاربردهای تخصصی و مواد فیبر مورد نیاز، در ماژول‌های دیود لیزر کوپل شده با فیبر استاندارد کمتر رایج است.
شرکت Lumispot Tech ماژول دیود لیزر کوپل شده با فیبر را با طول موج‌های معمول ۵۲۵ نانومتر، ۷۹۰ نانومتر، ۷۹۲ نانومتر، ۸۰۸ نانومتر، ۸۷۸.۶ نانومتر، ۸۸۸ نانومتر، ۹۱۵ نانومتر و ۹۷۶ نانومتر برای پاسخگویی به نیازهای مشتریان مختلف ارائه می‌دهد.'نیازهای برنامه.
نوع Aکاربردs لیزرهای کوپل شده با فیبر در طول موج‌های مختلف
این راهنما نقش محوری دیودهای لیزری کوپل شده با فیبر (LD) را در پیشرفت فناوری‌های منبع پمپ و روش‌های پمپاژ نوری در سیستم‌های مختلف لیزر بررسی می‌کند. با تمرکز بر طول موج‌های خاص و کاربردهای آنها، ما نشان می‌دهیم که چگونه این دیودهای لیزری عملکرد و کاربرد لیزرهای فیبری و حالت جامد را متحول می‌کنند.
استفاده از لیزرهای کوپل شده با فیبر به عنوان منابع پمپ برای لیزرهای فیبری
لیزر فیبر کوپل شده با طول موج 915 و 976 نانومتر به عنوان منبع پمپ برای لیزر فیبر 1064 تا 1080 نانومتر.
برای لیزرهای فیبری که در محدوده 1064 نانومتر تا 1080 نانومتر کار می‌کنند، محصولاتی که از طول موج‌های 915 نانومتر و 976 نانومتر استفاده می‌کنند، می‌توانند به عنوان منابع پمپ مؤثر عمل کنند. این محصولات عمدتاً در کاربردهایی مانند برش و جوشکاری لیزری، روکش‌کاری، پردازش لیزری، علامت‌گذاری و سلاح‌های لیزری پرقدرت به کار می‌روند. این فرآیند که به عنوان پمپاژ مستقیم شناخته می‌شود، شامل جذب نور پمپ توسط فیبر و انتشار مستقیم آن به عنوان خروجی لیزر در طول موج‌هایی مانند 1064 نانومتر، 1070 نانومتر و 1080 نانومتر است. این تکنیک پمپاژ به طور گسترده در لیزرهای تحقیقاتی و لیزرهای صنعتی مرسوم استفاده می‌شود.
دیود لیزر کوپل شده با فیبر با طول موج 940 نانومتر به عنوان منبع پمپ لیزر فیبر 1550 نانومتر
در حوزه لیزرهای فیبری ۱۵۵۰ نانومتری، لیزرهای کوپل شده با فیبر با طول موج ۹۴۰ نانومتر معمولاً به عنوان منابع پمپ استفاده می‌شوند. این کاربرد به ویژه در زمینه لیزر لیدار ارزشمند است.
کاربردهای ویژه دیود لیزر کوپل شده با فیبر با طول موج 790 نانومتر
لیزرهای کوپل شده با فیبر در طول موج 790 نانومتر نه تنها به عنوان منابع پمپ برای لیزرهای فیبری عمل می‌کنند، بلکه در لیزرهای حالت جامد نیز قابل استفاده هستند. آنها عمدتاً به عنوان منابع پمپ برای لیزرهایی که نزدیک طول موج 1920 نانومتر کار می‌کنند، با کاربردهای اصلی در اقدامات متقابل فوتوالکتریک استفاده می‌شوند.
کاربردهالیزرهای کوپل شده با فیبر به عنوان منابع پمپ برای لیزر حالت جامد
برای لیزرهای حالت جامد که بین ۳۵۵ نانومتر و ۵۳۲ نانومتر ساطع می‌کنند، لیزرهای کوپل شده با فیبر با طول موج‌های ۸۰۸ نانومتر، ۸۸۰ نانومتر، ۸۷۸.۶ نانومتر و ۸۸۸ نانومتر انتخاب‌های ارجح هستند. این لیزرها به طور گسترده در تحقیقات علمی و توسعه لیزرهای حالت جامد در طیف بنفش، آبی و سبز استفاده می‌شوند.
کاربردهای مستقیم لیزرهای نیمه‌رسانا
کاربردهای لیزر نیمه‌هادی مستقیم شامل خروجی مستقیم، کوپلینگ لنز، ادغام برد مدار و ادغام سیستم می‌شود. لیزرهای کوپل شده با فیبر با طول موج‌هایی مانند ۴۵۰ نانومتر، ۵۲۵ نانومتر، ۶۵۰ نانومتر، ۷۹۰ نانومتر، ۸۰۸ نانومتر و ۹۱۵ نانومتر در کاربردهای مختلفی از جمله روشنایی، بازرسی راه‌آهن، بینایی ماشین و سیستم‌های امنیتی استفاده می‌شوند.
الزامات منبع پمپ لیزرهای فیبری و لیزرهای حالت جامد.
برای درک دقیق الزامات منبع پمپ برای لیزرهای فیبری و لیزرهای حالت جامد، بررسی جزئیات نحوه عملکرد این لیزرها و نقش منابع پمپ در عملکرد آنها ضروری است. در اینجا، ما مرور اولیه را گسترش خواهیم داد تا پیچیدگی‌های مکانیسم‌های پمپاژ، انواع منابع پمپ مورد استفاده و تأثیر آنها بر عملکرد لیزر را پوشش دهیم. انتخاب و پیکربندی منابع پمپ مستقیماً بر راندمان، توان خروجی و کیفیت پرتو لیزر تأثیر می‌گذارد. کوپلینگ کارآمد، تطبیق طول موج و مدیریت حرارتی برای بهینه‌سازی عملکرد و افزایش طول عمر لیزر بسیار مهم هستند. پیشرفت‌ها در فناوری دیود لیزر همچنان به بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان لیزرهای فیبری و حالت جامد ادامه می‌دهد و آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها متنوع‌تر و مقرون به صرفه‌تر می‌کند.
- الزامات منبع پمپ لیزرهای فیبری
دیودهای لیزریبه عنوان منابع پمپ:لیزرهای فیبری به دلیل کارایی، اندازه جمع و جور و توانایی تولید طول موج خاصی از نور که با طیف جذب فیبر آلاییده شده مطابقت دارد، عمدتاً از دیودهای لیزر به عنوان منبع پمپ خود استفاده می‌کنند. انتخاب طول موج دیود لیزر بسیار مهم است. به عنوان مثال، یک آلاینده رایج در لیزرهای فیبری، ایتربیوم (Yb) است که دارای پیک جذب بهینه در حدود 976 نانومتر است. بنابراین، دیودهای لیزری که در این طول موج یا نزدیک به آن ساطع می‌شوند، برای پمپاژ لیزرهای فیبری آلاییده شده با Yb ترجیح داده می‌شوند.
طراحی فیبر دو لایه:برای افزایش راندمان جذب نور از دیودهای لیزر پمپ، لیزرهای فیبری اغلب از طراحی فیبر دو غلافه استفاده می‌کنند. هسته داخلی با محیط فعال لیزر (مثلاً Yb) آلاییده می‌شود، در حالی که لایه روکش بیرونی و بزرگتر، نور پمپ را هدایت می‌کند. هسته نور پمپ را جذب کرده و عمل لیزر را تولید می‌کند، در حالی که روکش اجازه می‌دهد مقدار قابل توجهی از نور پمپ با هسته برهمکنش داشته باشد و راندمان را افزایش دهد.
تطبیق طول موج و راندمان کوپلینگپمپاژ مؤثر نه تنها نیازمند انتخاب دیودهای لیزر با طول موج مناسب است، بلکه بهینه‌سازی راندمان کوپلینگ بین دیودها و فیبر را نیز می‌طلبد. این امر مستلزم تنظیم دقیق و استفاده از اجزای نوری مانند لنزها و کوپلرها برای اطمینان از تزریق حداکثر نور پمپ به هسته یا روکش فیبر است.
-لیزرهای حالت جامدالزامات منبع پمپ
پمپاژ نوری:علاوه بر دیودهای لیزری، لیزرهای حالت جامد (از جمله لیزرهای حجمی مانند Nd:YAG) را می‌توان به صورت نوری با لامپ‌های فلش یا لامپ‌های قوسی پمپ کرد. این لامپ‌ها طیف وسیعی از نور را منتشر می‌کنند که بخشی از آن با نوارهای جذب محیط لیزر مطابقت دارد. اگرچه این روش نسبت به پمپاژ دیود لیزری راندمان کمتری دارد، اما می‌تواند انرژی پالس بسیار بالایی را فراهم کند و آن را برای کاربردهایی که به توان پیک بالا نیاز دارند، مناسب می‌سازد.
پیکربندی منبع پمپ:پیکربندی منبع پمپ در لیزرهای حالت جامد می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد. پمپاژ انتهایی و پمپاژ جانبی پیکربندی‌های رایجی هستند. پمپاژ انتهایی، که در آن نور پمپ در امتداد محور نوری محیط لیزر هدایت می‌شود، همپوشانی بهتری بین نور پمپ و حالت لیزر ایجاد می‌کند و منجر به راندمان بالاتر می‌شود. پمپاژ جانبی، اگرچه به طور بالقوه راندمان کمتری دارد، اما ساده‌تر است و می‌تواند انرژی کلی بالاتری را برای میله‌ها یا صفحات با قطر بزرگ فراهم کند.
مدیریت حرارتی:هر دو لیزر فیبری و حالت جامد برای مدیریت گرمای تولید شده توسط منابع پمپ به مدیریت حرارتی مؤثر نیاز دارند. در لیزرهای فیبری، سطح گسترده فیبر به اتلاف گرما کمک می‌کند. در لیزرهای حالت جامد، سیستم‌های خنک‌کننده (مانند خنک‌کننده آبی) برای حفظ عملکرد پایدار و جلوگیری از لنزینگ حرارتی یا آسیب به محیط لیزر ضروری هستند.
زمان ارسال: ۲۸ فوریه ۲۰۲۴