Diode bơm CW: Một tùy chọn nguồn ánh sáng linh hoạt và hiệu quả!

Các tinh thể và kính pha tạp ND như ND: YAG (Neodymium: Yttri nhôm garnet) từ lâu đã được sử dụng làm vật liệu tăng laser. Được bơm quang học, chúng có thể tạo ra các bước sóng đầu ra gần 1 1m, trong khi tuổi thọ trạng thái kích thích của Neodymium hỗ trợ cả sóng liên tục và hoạt động xung (chuyển đổi Q).

Trong laser truyền thống, đầu ra của đèn flash và đèn hồ quang mạnh được tập trung vào một thanh tinh thể laser hình trụ để tạo thành một mô -đun tăng. Mô -đun này sau đó được đặt bên trong khoang laser, thường dài vài inch và giới hạn bởi các gương phản xạ cao và gương phản xạ một phần hoặc bộ ghép đầu ra.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này phải đối mặt với một số thách thức. Đầu tiên, đèn bơm không hiệu quả, chủ yếu là do sự không hiệu quả của đèn trong việc chuyển đổi năng lượng điện thành đèn bơm, trong khi tạo ra nhiều nhiệt vô dụng. Quan trọng hơn, các đèn này phát ra bức xạ băng rộng trong phạm vi nhìn thấy và hồng ngoại, dẫn đến hầu hết các ánh sáng không được hấp thụ hoàn toàn bởi các tinh thể tăng laser, từ đó làm trầm trọng thêm sự tạo nhiệt của mô -đun bơm. Nhiệt này phải được tiêu tan bởi một hệ thống làm mát nước cho đầu laser và cần có nguồn cung cấp năng lượng nhiều kilowatt.

Đối với nhiều ứng dụng công nghiệp, đèn hồ quang liên tục có tuổi thọ hạn chế và cần được thay thế cứ sau 200 đến 600 giờ. Trong quá trình thay thế, quang học khoang thường cần được tinh chỉnh để duy trì mô hình đầu ra laser tốt. Bảo trì thường xuyên thường xuyên này không chỉ tăng chi phí mà còn có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống laser. Ngoài ra, sự liên kết quang học có thể trôi theo thời gian, yêu cầu hiệu chuẩn lại thường xuyên, ngay cả khi không xem xét thay thế chính đèn.

Ngược lại,Diode bơm CWloại bỏ đáng kể những hạn chế và nhược điểm này. Các tinh thể laser pha tạp Neodymium có độ hấp thụ cao ở bước sóng 808 và 880nm, phù hợp với bước sóng phát xạ của các điốt laser bán dẫn Ingaas. Diode laser có thể chuyển đổi năng lượng điện một cách hiệu quả thành ánh sáng laser, được hấp thụ một cách hiệu quả bởi tinh thể pha tạp neodymium, đạt được hiệu quả phèn tường cao hơn nhiều lần so với laser được bơm đèn truyền thống.

Ngoài hiệu quả điện cao,Diode bơm CWCũng mang lại những lợi thế quan trọng khác. Do công suất đầu ra thấp, các laser này tạo ra nhiệt tương đối ít, làm giảm các yêu cầu làm mát. Ngoài ra, chúng được cung cấp năng lượng bởi các nguồn cung cấp năng lượng điện áp thấp, tương thích với các dòng một pha (110/220V) hoặc các tiện ích điện áp thấp trong một số công cụ máy laser.

Ngoài ra, do kích thước nhỏ gọn của các điốt bán dẫn, kích thước tổng thể của đầu laser có thể giảm đáng kể. Đối với các OEM và người dùng công nghiệp, cuộc sống lâu dài của các điốt sẽ giảm thêm thời gian ngừng hoạt động. Trên thực tế, với sự cải tiến liên tục về độ tin cậy diode trong laser trạng thái rắn được bơm diode, các laser này đã đạt được nhiều năm hoạt động không gặp sự cố.

Về việc giới thiệu các tinh thể laser, có một số cách tiếp cận cơ bản để diode bơm CW, bao gồm bơm cuối và bơm bên. Các laser bơm kết thúc cung cấp hiệu suất cao và tính ổn định của các chùm đầu ra chất lượng cao trong phạm vi công suất xuống hàng chục watt, trong khi laser bơm bên tập trung vào việc cung cấp tới vài kilowatt công suất thô, mặc dù chất lượng chùm tia của chúng bị xâm phạm.

Kể từ khi giới thiệuDiode bơm CW, nhiều hình học tinh thể laser đã được nghiên cứu với các mức độ thành công thương mại khác nhau. Trong số đó, các thanh hình trụ, tấm và tinh thể đĩa mỏng là quan trọng nhất. Tùy thuộc vào các yêu cầu về năng lượng và chế độ, các tinh thể laser tấm và que có thể được thiết kế như được bơm kết thúc hoặc được bơm bên, trong khi các tinh thể đĩa chỉ có thể được bơm kết thúc. Nói chung, các tinh thể thanh thống trị các ứng dụng chất lượng thấp/trung bình và chất lượng chế độ cao, trong khi các tinh thể tấm và đĩa thường được sử dụng trong laser công suất cao.