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Definizione di diodo laser accoppiato a fibra, principio di funzionamento e lunghezza d'onda tipica
Un diodo laser accoppiato a fibra è un dispositivo a semiconduttore che genera luce coerente, che viene poi focalizzata e allineata con precisione per essere accoppiata in un cavo in fibra ottica. Il principio fondamentale prevede l’utilizzo della corrente elettrica per stimolare il diodo, creando fotoni attraverso l’emissione stimolata. Questi fotoni vengono amplificati all'interno del diodo, producendo un raggio laser. Attraverso un'attenta messa a fuoco e allineamento, questo raggio laser viene diretto nel nucleo di un cavo in fibra ottica, dove viene trasmesso con una perdita minima per riflessione interna totale.
Gamma di lunghezze d'onda
La lunghezza d'onda tipica di un modulo a diodi laser accoppiati a fibra può variare ampiamente a seconda dell'applicazione prevista. Generalmente, questi dispositivi possono coprire un'ampia gamma di lunghezze d'onda, tra cui:
Spettro della luce visibile:Varia da circa 400 nm (viola) a 700 nm (rosso). Questi sono spesso utilizzati in applicazioni che richiedono luce visibile per illuminazione, visualizzazione o rilevamento.
Vicino infrarosso (NIR):Che vanno da circa 700 nm a 2500 nm. Le lunghezze d'onda NIR sono comunemente utilizzate nelle telecomunicazioni, nelle applicazioni mediche e in vari processi industriali.
Medio infrarosso (MIR): Si estende oltre i 2500 nm, anche se meno comune nei moduli a diodi laser accoppiati a fibra standard a causa delle applicazioni specializzate e dei materiali in fibra richiesti.
Lumispot Tech offre il modulo diodo laser accoppiato a fibra con le lunghezze d'onda tipiche di 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m e 976 nm per soddisfare vari clienti'esigenze applicative.
Tipico Aapplicaziones di laser accoppiati a fibra a diverse lunghezze d'onda
Questa guida esplora il ruolo fondamentale dei diodi laser accoppiati a fibra (LD) nel progresso delle tecnologie delle sorgenti di pompa e dei metodi di pompaggio ottico in vari sistemi laser. Concentrandoci su lunghezze d'onda specifiche e sulle loro applicazioni, evidenziamo come questi diodi laser rivoluzionano le prestazioni e l'utilità sia dei laser a fibra che a stato solido.
Utilizzo di laser accoppiati a fibra come sorgenti di pompa per laser a fibra
LD accoppiato a fibra da 915 nm e 976 nm come sorgente della pompa per laser a fibra da 1064 nm ~ 1080 nm.
Per i laser a fibra che operano nell'intervallo da 1064 nm a 1080 nm, i prodotti che utilizzano lunghezze d'onda di 915 nm e 976 nm possono fungere da efficaci sorgenti di pompaggio. Questi vengono utilizzati principalmente in applicazioni quali taglio e saldatura laser, rivestimento, lavorazione laser, marcatura e armi laser ad alta potenza. Il processo, noto come pompaggio diretto, prevede che la fibra assorba la luce della pompa e la emetta direttamente come uscita laser a lunghezze d'onda come 1064 nm, 1070 nm e 1080 nm. Questa tecnica di pompaggio è ampiamente utilizzata sia nei laser di ricerca che nei laser industriali convenzionali.
Diodo laser accoppiato a fibra con 940 nm come sorgente di pompa del laser a fibra da 1550 nm
Nel campo dei laser a fibra da 1550 nm, i laser accoppiati a fibra con una lunghezza d'onda di 940 nm sono comunemente usati come sorgenti di pompa. Questa applicazione è particolarmente preziosa nel campo dei laser LiDAR.
Applicazioni speciali del diodo laser accoppiato a fibra con 790 nm
I laser accoppiati a fibra a 790 nm non servono solo come sorgenti di pompa per i laser a fibra, ma sono applicabili anche nei laser a stato solido. Sono utilizzati principalmente come sorgenti di pompaggio per laser che operano vicino alla lunghezza d'onda di 1920 nm, con applicazioni primarie nelle contromisure fotoelettriche.
Applicazionidi laser accoppiati a fibra come sorgenti di pompa per laser a stato solido
Per i laser a stato solido che emettono tra 355 nm e 532 nm, i laser accoppiati a fibra con lunghezze d'onda di 808 nm, 880 nm, 878,6 nm e 888 nm sono le scelte preferite. Questi sono ampiamente utilizzati nella ricerca scientifica e nello sviluppo di laser a stato solido nello spettro viola, blu e verde.
Applicazioni dirette dei laser a semiconduttore
Le applicazioni laser a semiconduttore dirette comprendono uscita diretta, accoppiamento di lenti, integrazione di circuiti stampati e integrazione di sistema. I laser accoppiati a fibra con lunghezze d'onda come 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm e 915 nm sono utilizzati in varie applicazioni tra cui illuminazione, ispezione ferroviaria, visione artificiale e sistemi di sicurezza.
Requisiti per la sorgente a pompa dei laser a fibra e dei laser a stato solido.
Per una comprensione dettagliata dei requisiti della sorgente di pompa per i laser a fibra e i laser a stato solido, è essenziale approfondire le specifiche del funzionamento di questi laser e il ruolo delle sorgenti di pompa nella loro funzionalità. Qui espanderemo la panoramica iniziale per coprire le complessità dei meccanismi di pompaggio, i tipi di sorgenti di pompa utilizzate e il loro impatto sulle prestazioni del laser. La scelta e la configurazione delle sorgenti della pompa influiscono direttamente sull'efficienza del laser, sulla potenza di uscita e sulla qualità del raggio. L'accoppiamento efficiente, la corrispondenza della lunghezza d'onda e la gestione termica sono fondamentali per ottimizzare le prestazioni e prolungare la durata del laser. I progressi nella tecnologia dei diodi laser continuano a migliorare le prestazioni e l'affidabilità dei laser a fibra e a stato solido, rendendoli più versatili ed economici per un'ampia gamma di applicazioni.
- Requisiti per la sorgente della pompa laser a fibra
Diodi lasercome sorgenti della pompa:I laser a fibra utilizzano prevalentemente diodi laser come sorgente di pompaggio grazie alla loro efficienza, dimensioni compatte e capacità di produrre una lunghezza d'onda specifica della luce che corrisponde allo spettro di assorbimento della fibra drogata. La scelta della lunghezza d'onda del diodo laser è fondamentale; ad esempio, un drogante comune nei laser a fibra è l'itterbio (Yb), che ha un picco di assorbimento ottimale intorno a 976 nm. Pertanto, i diodi laser che emettono a questa lunghezza d'onda o in prossimità di essa sono preferiti per il pompaggio di laser a fibra drogata con Yb.
Design in fibra a doppio rivestimento:Per aumentare l'efficienza dell'assorbimento della luce dai diodi laser della pompa, i laser a fibra utilizzano spesso un design a fibra a doppio rivestimento. Il nucleo interno è drogato con il mezzo laser attivo (ad esempio, Yb), mentre lo strato di rivestimento esterno, più grande, guida la luce della pompa. Il nucleo assorbe la luce della pompa e produce l'azione laser, mentre il rivestimento consente a una quantità maggiore di luce della pompa di interagire con il nucleo, migliorando l'efficienza.
Corrispondenza della lunghezza d'onda ed efficienza di accoppiamento: Un pompaggio efficace richiede non solo la selezione di diodi laser con la lunghezza d'onda appropriata, ma anche l'ottimizzazione dell'efficienza di accoppiamento tra i diodi e la fibra. Ciò comporta un attento allineamento e l'uso di componenti ottici come lenti e accoppiatori per garantire che la massima luce della pompa venga iniettata nel nucleo o nel rivestimento della fibra.
-Laser a stato solidoRequisiti della sorgente della pompa
Pompaggio ottico:Oltre ai diodi laser, i laser a stato solido (compresi i laser bulk come Nd:YAG) possono essere pompati otticamente con lampade flash o lampade ad arco. Queste lampade emettono un ampio spettro di luce, parte del quale corrisponde alle bande di assorbimento del mezzo laser. Sebbene meno efficiente del pompaggio a diodi laser, questo metodo può fornire energie di impulso molto elevate, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono elevata potenza di picco.
Configurazione della sorgente della pompa:La configurazione della sorgente della pompa nei laser a stato solido può influire in modo significativo sulle loro prestazioni. Il pompaggio finale e quello laterale sono configurazioni comuni. Il pompaggio finale, in cui la luce della pompa è diretta lungo l'asse ottico del mezzo laser, offre una migliore sovrapposizione tra la luce della pompa e la modalità laser, portando a una maggiore efficienza. Il pompaggio laterale, sebbene potenzialmente meno efficiente, è più semplice e può fornire un’energia complessiva più elevata per barre o lastre di grande diametro.
Gestione termica:Sia i laser a fibra che quelli a stato solido necessitano di una gestione termica efficace per gestire il calore generato dalle sorgenti della pompa. Nei laser a fibra, la superficie estesa della fibra favorisce la dissipazione del calore. Nei laser a stato solido, i sistemi di raffreddamento (come il raffreddamento ad acqua) sono necessari per mantenere un funzionamento stabile e prevenire lenti termiche o danni al mezzo laser.
Orario di pubblicazione: 28 febbraio 2024