У сучасных лазерных тэхналогіях дыёдныя модулі накачкі сталі ідэальнай крыніцай накачкі для цвёрдацельных і валаконных лазераў дзякуючы сваёй высокай эфектыўнасці, надзейнасці і кампактнай канструкцыі. Аднак адным з крытычных фактараў, якія ўплываюць на іх выходныя характарыстыкі і стабільнасць сістэмы, з'яўляецца раўнамернасць размеркавання ўзмацнення ўнутры модуля накачкі.
1. Што такое раўнамернасць размеркавання ўзмацнення?
У дыёдных модулях накачкі некалькі лазерных дыёдных пласцінак размешчаны ў масіў, і іх святло накачкі падаецца ў асяроддзе ўзмацнення (напрыклад, легаванае Yb валакно або крышталь Nd:YAG) праз аптычную сістэму. Калі размеркаванне магутнасці святла накачкі нераўнамернае, гэта прыводзіць да асіметрычнага ўзмацнення ў асяроддзі, што прыводзіць да:
①Пагаршэнне якасці лазернага прамяня
②Зніжэнне агульнай эфектыўнасці пераўтварэння энергіі
③Павышаная цеплавая нагрузка і скарачэнне тэрміну службы сістэмы
④Падвышаная рызыка аптычных пашкоджанняў падчас працы
Такім чынам, дасягненне прасторавай аднастайнасці ў размеркаванні святла помпы з'яўляецца найважнейшай тэхнічнай задачай пры праектаванні і вытворчасці модуляў помпы.
2. Распаўсюджаныя прычыны нераўнамернага размеркавання ўзмацнення
①Варыяцыі магутнасці выпраменьвання чыпа
Лазерныя дыёдныя чыпы па сваёй сутнасці дэманструюць варыяцыі магутнасці. Без належнай сартавання або кампенсацыі гэтыя адрозненні могуць прывесці да неадпаведнай інтэнсіўнасці накачкі па ўсёй мэтавай вобласці.
②Памылкі ў сістэмах калімацыі і факусоўкі
Няправільнае сумяшчэнне або дэфекты аптычных кампанентаў (напрыклад, лінзаў FAC/SAC, мікралінзавых масіваў, валаконных злучальных элементаў) могуць прывесці да адхілення частак прамяня ад мэты, ствараючы гарачыя кропкі або мёртвыя зоны.
③Эфекты цеплавога градыенту
Паўправадніковыя лазеры вельмі адчувальныя да тэмпературы. Няправільная канструкцыя радыятара або нераўнамернае астуджэнне могуць выклікаць дрэйф даўжыні хвалі паміж рознымі чыпамі, што ўплывае на эфектыўнасць сувязі і стабільнасць выхаднога сігналу.
④Недастатковая канструкцыя выхаднога валакна
У шматжыльных валаконна-аптычных або прамянёва-аб'ядноўваючых выходных структурах няправільная размяшчэнне стрыжня таксама можа прывесці да нераўнамернага размеркавання выпраменьвання накачкі ў асяроддзі ўзмацнення.
3. Метады паляпшэння аднастайнасці ўзмацнення
①Сартаванне чыпаў і падбор магутнасці
Дакладна экрануйце і групуйце лазерныя дыёдныя чыпы, каб забяспечыць стабільную выходную магутнасць у кожным модулі, мінімізуючы лакальны перагрэў і гарачыя кропкі ўзмацнення.
②Аптымізаваная аптычная канструкцыя
Выкарыстоўвайце невізуалізацыйную оптыку або гамагенізуючыя лінзы (напрыклад, мікралінзавыя масівы) для паляпшэння перакрыцця прамянёў і дакладнасці факусоўкі, тым самым выраўноўваючы профіль выпраменьвання накачкі.
③Палепшанае кіраванне тэмпературай
Выкарыстоўвайце матэрыялы з высокай цеплаправоднасцю (напрыклад, CuW, CVD алмазы) і стратэгіі раўнамернага кантролю тэмпературы, каб паменшыць ваганні тэмпературы паміж чыпамі і падтрымліваць стабільную прадукцыйнасць.
④Гамагенізацыя інтэнсіўнасці святла
Устаўце дыфузары або элементы фарміравання прамяня ўздоўж шляху святла накачкі, каб дасягнуць больш раўнамернага прасторавага размеркавання святла ў асяроддзі ўзмацнення.
4. Практычная каштоўнасць у рэальных умовах прымянення
У высакаякасных лазерных сістэмах—такія як дакладная прамысловая апрацоўка, ваеннае лазернае прызначэнне, медыцынскае лячэнне і навуковыя даследаванні—Стабільнасць і якасць лазернага прамяня маюць першараднае значэнне. Нераўнамернае размеркаванне ўзмацнення непасрэдна ўплывае на надзейнасць і дакладнасць сістэмы, асабліва ў наступных выпадках:
①Імпульсныя лазеры высокай энергіі: пазбягаюць лакальнага насычэння або нелінейных эфектаў
②Узмацняльнікі валаконнага лазера: падаўляе назапашванне ASE (ўзмоцненага спантаннага выпраменьвання)
③Сістэмы LIDAR і далямер: паляпшаюць дакладнасць і паўтаральнасць вымярэнняў
④Медыцынскія лазеры: забяспечваюць дакладны кантроль энергіі падчас працэдур
5. Заключэнне
Раўнамернасць размеркавання ўзмацнення можа быць не самым бачным параметрам модуля накачкі, але яна неабходная для надзейнага харчавання высокапрадукцыйных лазерных сістэм. Паколькі патрабаванні да якасці і стабільнасці лазера працягваюць расці, вытворцы модуляў накачкі павінны ставіцца да...«кантроль аднастайнасці«як асноўны працэс—пастаянна ўдасканальваючы выбар чыпаў, структурную канструкцыю і цеплавыя стратэгіі, каб ствараць больш надзейныя і стабільныя лазерныя крыніцы для наступных прымяненняў.
Цікавіцеся, як мы аптымізуем аднастайнасць узмацнення ў нашых помпавых модулях? Звяжыцеся з намі сёння, каб даведацца больш пра нашы рашэнні і тэхнічную падтрымку.
Час публікацыі: 20 жніўня 2025 г.