U modernoj laserskoj tehnologiji, diodni pumpni moduli postali su idealan izvor pumpanja za čvrsto-stacionarne i vlaknaste lasere zbog svoje visoke učinkovitosti, pouzdanosti i kompaktnog dizajna. Međutim, jedan od ključnih čimbenika koji utječu na njihove izlazne performanse i stabilnost sustava je ujednačenost raspodjele pojačanja unutar pumpnog modula.
1. Što je ujednačenost raspodjele pojačanja?
U modulima za diodno pumpanje, više laserskih diodnih šipki raspoređeno je u niz, a njihova svjetlost pumpanja se dovodi u medij za pojačanje (kao što je vlakno dopirano Yb-om ili Nd:YAG kristal) putem optičkog sustava. Ako je raspodjela snage svjetlosti pumpanja neravnomjerna, to dovodi do asimetričnog pojačanja u mediju, što rezultira:
1Smanjena kvaliteta laserskog snopa
2Smanjena ukupna učinkovitost pretvorbe energije
3Povećano toplinsko naprezanje i smanjeni vijek trajanja sustava
4Veći rizik od optičkih oštećenja tijekom rada
Stoga je postizanje prostorne ujednačenosti u distribuciji svjetlosti pumpe ključni tehnički cilj u dizajnu i proizvodnji modula pumpe.
2. Uobičajeni uzroci nejednolike raspodjele pojačanja
1Varijacije u snazi emitiranja čipa
Laserske diode inherentno pokazuju varijacije snage. Bez odgovarajućeg sortiranja ili kompenzacije, te razlike mogu dovesti do neujednačenog intenziteta pumpanja u ciljanom području.
2Pogreške u sustavima kolimacije i fokusiranja
Neusklađenosti ili nedostaci u optičkim komponentama (npr. FAC/SAC leće, nizovi mikroleća, spojnice vlakana) mogu uzrokovati odstupanje dijelova snopa od predviđene mete, stvarajući vruće točke ili mrtve zone.
3Učinci toplinskog gradijenta
Poluvodički laseri su vrlo osjetljivi na temperaturu. Loš dizajn hladnjaka ili neravnomjerno hlađenje mogu uzrokovati pomicanje valne duljine između različitih čipova, što utječe na učinkovitost spajanja i konzistentnost izlaza.
4Neadekvatan dizajn izlaza vlakana
U višejezgrenim vlaknima ili izlaznim strukturama koje kombiniraju snopove, nepravilan raspored jezgre također može rezultirati neujednačenom raspodjelom svjetlosti pumpe u mediju za pojačanje.
3. Tehnike za poboljšanje ujednačenosti pojačanja
1Sortiranje čipova i usklađivanje snage
Precizno filtrirajte i grupirajte laserske diodne čipove kako biste osigurali konzistentnu izlaznu snagu unutar svakog modula, minimizirajući lokalizirano pregrijavanje i vruće točke pojačanja.
2Optimizirani optički dizajn
Koristite optiku koja ne stvara sliku ili homogenizirajuće leće (npr. nizove mikroleća) kako biste poboljšali preklapanje snopa i točnost fokusiranja, čime se izravnava profil svjetlosti pumpe.
3Poboljšano upravljanje toplinom
Koristite materijale visoke toplinske vodljivosti (npr. CuW, CVD dijamant) i strategije ujednačene kontrole temperature kako biste smanjili fluktuacije temperature od čipa do čipa i održali stabilan izlaz.
4Homogenizacija intenziteta svjetlosti
Ugradite difuzore ili elemente za oblikovanje snopa duž putanje svjetlosti pumpe kako biste postigli ravnomjerniju prostornu raspodjelu svjetlosti unutar medija za pojačanje.
4. Praktična vrijednost u primjenama u stvarnom svijetu
U vrhunskim laserskim sustavima—kao što su precizna industrijska obrada, označavanje vojnih lasera, medicinski tretman i znanstvena istraživanja—Stabilnost i kvaliteta snopa laserskog izlaza su od najveće važnosti. Nejednolika raspodjela pojačanja izravno utječe na pouzdanost i točnost sustava, posebno u sljedećim scenarijima:
1Visokoenergetski pulsni laseri: Izbjegavaju lokalno zasićenje ili nelinearne efekte
2Pojačala s vlaknastim laserom: Suzbijaju nakupljanje ASE (pojačane spontane emisije)
3LIDAR i sustavi za mjerenje udaljenosti: Poboljšava točnost i ponovljivost mjerenja
4Medicinski laseri: Osiguravaju preciznu kontrolu energije tijekom tretmana
5. Zaključak
Ujednačenost raspodjele pojačanja možda nije najvidljiviji parametar modula pumpe, ali je ključna za pouzdano napajanje visokoučinkovitih laserskih sustava. Kako zahtjevi za kvalitetom i stabilnošću lasera nastavljaju rasti, proizvođači modula pumpe moraju se pozabaviti"kontrola ujednačenosti"kao ključni proces—stalno usavršavajući odabir čipova, strukturni dizajn i termalne strategije kako bi se isporučili pouzdaniji i konzistentniji laserski izvori za daljnje primjene.
Zanima vas kako optimiziramo ujednačenost pojačanja u našim modulima pumpi? Kontaktirajte nas još danas kako biste saznali više o našim rješenjima i tehničkoj podršci.
Vrijeme objave: 20. kolovoza 2025.