Диод изпомпван CW: Гъвкав и ефективен опция за източник на светлина!

ND-легирани кристали и очила като ND: YAG (Neodymium: Yttrium Aluminium Garnet) отдавна се използват като материали за лазерно усилване. Оптично изпомпвани, те могат да произвеждат дължини на изходните вълни, близки до 1 µm, докато жизненият живот на неодимий поддържа както непрекъсната вълна, така и импулсна (Q-превключена) операция.

В традиционните лазери изходът на интензивни флаш лампи и дъгови лампи е фокусиран в цилиндричен лазерен кристален прът, за да образува модул за усилване. След това този модул се поставя вътре в лазерната кухина, която обикновено е дълга няколко инча и ограничена от високи отражатели и частични отражатели или изходни съединители.

Този подход обаче е изправен пред няколко предизвикателства. Първо, светлината на помпата не е ефективна, което се дължи главно на неефективността на лампата при преобразуване на електрическа енергия в помпена светлина, като същевременно генерира много безполезна топлина. По -критично е, че тези лампи излъчват широколентова радиация във видимите и инфрачервените диапазони, което води до по -голямата част от светлината да не се абсорбира напълно от кристалите на лазерното усилване, което от своя страна изостря топлинното генериране на помпения модул. Тази топлина трябва да се разсее от система за охлаждане на вода за лазерната глава, а е необходимо многокиловата захранване.

За много индустриални приложения непрекъснатите лампи за дъга имат ограничен живот и трябва да бъдат подменени на всеки 200 до 600 часа. По време на подмяната оптиката на кухината често трябва да бъде прецизирана, за да се поддържа добър модел на лазерен изход. Тази честа рутинна поддръжка не само увеличава разходите, но също така може да повлияе на стабилността на лазерната система. В допълнение, оптичното подравняване може да се движи с течение на времето, което изисква редовно калибриране, дори и без да се обмисли подмяната на самата лампа.

За разлика от това,Диод изпомпва CWЗначително елиминира тези ограничения и недостатъци. Лазерните кристали, легирани с неодимов, имат висока абсорбция при дължини на вълната от 808 и 880 nm, които съответстват на дължините на вълните на емисиите на полупроводникови лазерни диоди на INGAAS. Лазерният диод може ефективно да преобразува електрическата енергия в лазерна светлина, която ефективно се абсорбира от кристала, легиран с неодимов, постигайки ефективност на стената, която е няколко пъти по-висока от тази на традиционните лазери, изпъстрени с лампа.

В допълнение към високата електрическа ефективност,Диод изпомпва CWСъщо така носи други значими предимства. Поради ниската мощност на изхода, тези лазери генерират сравнително малко топлина, намалявайки изискванията за охлаждане. В допълнение, те се захранват от захранвания с ниско напрежение, съвместими с еднофазни (110/220V) линии или комунални услуги с ниско напрежение в някои лазерни машинни инструменти.

В допълнение, поради компактния размер на полупроводниковите диоди, общият размер на лазерната глава може да бъде значително намален. За OEM производителите и индустриалните потребители дългият живот на диодите допълнително намалява престоя на поддръжката. Всъщност, с непрекъснатото подобряване на надеждността на диода в лазерите с твърдо състояние на диод, тези лазери са постигнали много години безпроблемна работа.

По отношение на въвеждането на лазерни кристали има няколко основни подхода към диодната изпомпвана CW, включително крайното изпомпване и страничното изпомпване. Крайните изпомпвани лазери осигуряват висока производителност и стабилност на висококачествените изходни лъчи в диапазона на мощност до десетки вата, докато страничните изпомпвани лазери се фокусират върху осигуряването на няколко киловата сурова мощност, въпреки че качеството на лъча им е компрометирано.

Тъй като въвеждането наДиод изпомпва CW, многобройни лазерни кристални геометрии са проучени с различна степен на търговски успех. Сред тях са най -важните цилиндрични пръти, плочи и кристали на тънки дискове. В зависимост от изискванията на мощността и режима, лазерните кристали на плочата и пръта могат да бъдат проектирани като крайни или странични, докато кристалите на дисковете могат да бъдат само крайни. Като цяло кристалите на пръта доминират при приложения с ниска/средна мощност и високо качество на режима, докато кристалите на плочите и дисковете често се използват при лазери с висока мощност.