Kaasaegses lasertehnoloogias on dioodpumpamismoodulitest saanud ideaalsed pumbaallikad tahkis- ja kiudlaserite jaoks tänu oma kõrgele efektiivsusele, töökindlusele ja kompaktsele disainile. Kuid üks kriitilisi tegureid, mis mõjutab nende väljundvõimsust ja süsteemi stabiilsust, on võimenduse jaotuse ühtlus pumbamoodulis.
1. Mis on võimenduse jaotuse ühtlus?
Dioodpumpamismoodulites on massiivis paigutatud mitu laserdioodiriba ja nende pumpvalgus suunatakse optilise süsteemi kaudu võimenduskeskkonda (näiteks Yb-dopeeritud kiudu või Nd:YAG kristalli). Kui pumbavalguse võimsusjaotus on ebaühtlane, põhjustab see keskkonnas asümmeetrilist võimendust, mille tulemuseks on:
①Laseri väljundkiire halvenenud kvaliteet
②Üldise energia muundamise efektiivsuse vähenemine
③Suurem termiline pinge ja lühem süsteemi eluiga
④Suurem optilise kahjustuse oht töötamise ajal
Seetõttu on pumba valgusjaotuse ruumilise ühtluse saavutamine pumba moodulite projekteerimisel ja tootmisel ülioluline tehniline eesmärk.
2. Ebaühtlase võimenduse jaotuse levinumad põhjused
①Kiibi emissioonivõimsuse variatsioonid
Laserdioodidel on oma olemuselt võimsuse kõikumised. Ilma korraliku sortimise või kompenseerimiseta võivad need erinevused põhjustada ebaühtlast pumba intensiivsust kogu sihtpiirkonnas.
②Kollimatsiooni- ja fokuseerimissüsteemide vead
Optiliste komponentide (nt FAC/SAC-läätsed, mikroläätsede massiivid, kiudühendused) joondusvead või vead võivad põhjustada kiire osade kõrvalekaldumist kavandatud sihtmärgist, tekitades kuumpunkte või surnud tsoone.
③Termilise gradiendi efektid
Pooljuhtlaserid on temperatuurile väga tundlikud. Halb jahutusradiaatori konstruktsioon või ebaühtlane jahutus võivad põhjustada lainepikkuse triivi erinevate kiipide vahel, mõjutades sidestuse efektiivsust ja väljundi järjepidevust.
④Ebapiisav kiudväljundi disain
Mitmetuumaliste kiud- või kiirte kombineerimise väljundstruktuuride puhul võib vale südamiku paigutus põhjustada ka ebaühtlast pumba valguse jaotumist võimenduskeskkonnas.
3. Ühtlase võimenduse parandamise meetodid
①Kiibisorteerimine ja võimsuse sobitamine
Laserdioodide kiibid sõelutakse ja grupeeritakse täpselt, et tagada iga mooduli ühtlane väljundvõimsus, minimeerides lokaliseeritud ülekuumenemist ja võimenduspunkte.
②Optimeeritud optiline disain
Kasutage mittekujutist tekitavat optikat või homogeniseerivaid läätsi (nt mikroläätsede massiive), et parandada kiire kattumist ja fokuseerimistäpsust, tasandades seeläbi pumba valgusprofiili.
③Täiustatud soojusjuhtimine
Kasutage kiipidevaheliste temperatuurikõikumiste vähendamiseks ja stabiilse väljundi säilitamiseks suure soojusjuhtivusega materjale (nt CuW, CVD-teemant) ja ühtseid temperatuuri reguleerimise strateegiaid.
④Valguse intensiivsuse homogeniseerimine
Lisage pumba valgusrajale hajutid või kiire kujundavad elemendid, et saavutada valguse ühtlasem ruumiline jaotus võimenduskeskkonnas.
4. Praktiline väärtus reaalsetes rakendustes
Tipptasemel lasersüsteemides—näiteks täppistööstuslik töötlemine, sõjaline laserimärgistus, meditsiiniline ravi ja teadusuuringud—Laseri väljundi stabiilsus ja kiire kvaliteet on üliolulised. Ebaühtlane võimenduse jaotus mõjutab otseselt süsteemi töökindlust ja täpsust, eriti järgmistel juhtudel:
①Suure energiaga impulsslaserid: Väldib lokaalset küllastust või mittelineaarseid efekte
②Kiudlaservõimendid: pärsib ASE (võimendatud spontaanse emissiooni) teket
③LIDAR ja kaugusmõõtmissüsteemid: parandab mõõtmistäpsust ja korduvust
④Meditsiinilised laserid: Tagab täpse energiakontrolli protseduuride ajal
5. Kokkuvõte
Võimendusjaotuse ühtlus ei pruugi olla pumpmooduli kõige nähtavam parameeter, kuid see on oluline suure jõudlusega lasersüsteemide usaldusväärseks toiteks. Kuna laseri kvaliteedi ja stabiilsuse nõudmised jätkuvalt kasvavad, peavad pumpmoodulite tootjad seda käsitlema.„ühtluse kontroll"põhiprotsessina—pidevalt täiustades kiibivalikut, konstruktsioonilist disaini ja termilisi strateegiaid, et pakkuda allavoolu rakendustele usaldusväärsemaid ja järjepidevamaid laserallikaid.
Kas olete huvitatud sellest, kuidas me oma pumbamoodulites võimenduse ühtlust optimeerime? Võtke meiega juba täna ühendust, et saada lisateavet meie lahenduste ja tehnilise toe kohta.
Postituse aeg: 20. august 2025