В съвременната лазерна технология, диодните помпени модули са се превърнали в идеалния източник на помпено напрежение за твърдотелни и влакнести лазери, благодарение на високата си ефективност, надеждност и компактен дизайн. Един от критичните фактори, влияещи върху техните изходни характеристики и стабилността на системата, обаче е равномерността на разпределението на усилването в помпения модул.
1. Какво е равномерност на разпределението на усилването?
В диодните помпени модули, множество лазерни диодни ленти са подредени в масив и тяхната помпена светлина се подава в усилващата среда (като например Yb-легирано влакно или Nd:YAG кристал) чрез оптична система. Ако разпределението на мощността на помпената светлина е неравномерно, това води до асиметрично усилване в средата, което води до:
①Влошено качество на лазерния лъч
2Намалена обща ефективност на преобразуване на енергия
③Повишено термично напрежение и намален живот на системата
4Повишен риск от оптични повреди по време на работа
Следователно, постигането на пространствена равномерност в разпределението на светлината на помпата е ключова техническа цел при проектирането и производството на помпени модули.
2. Често срещани причини за неравномерно разпределение на усилването
①Вариации в мощността на излъчване на чипа
Лазерните диодни чипове по своята същност показват вариации в мощността. Без правилно сортиране или компенсация, тези разлики могат да доведат до неравномерен интензитет на помпата в целевата област.
2Грешки в колимационните и фокусиращите системи
Несъответствия или дефекти в оптичните компоненти (напр. FAC/SAC лещи, микролещи, оптични съединители) могат да доведат до отклонение на части от лъча от желаната цел, създавайки горещи точки или мъртви зони.
③Ефекти на термичния градиент
Полупроводниковите лазери са силно чувствителни към температурата. Лошият дизайн на радиатора или неравномерното охлаждане могат да причинят дрейф на дължината на вълната между различните чипове, което влияе върху ефективността на свързване и консистентността на изхода.
4Неадекватен дизайн на изхода на оптичните влакна
В многоядрени оптични или комбиниращи лъчи изходни структури, неправилното разположение на ядрото може също да доведе до неравномерно разпределение на помпената светлина в усилващата среда.
3. Техники за подобряване на равномерността на усилването
①Сортиране на чипове и съпоставяне на мощността
Прецизно екранирайте и групирайте лазерните диодни чипове, за да осигурите постоянна изходна мощност във всеки модул, като минимизирате локализираното прегряване и горещите точки на усилване.
2Оптимизиран оптичен дизайн
Използвайте неизобразяваща оптика или хомогенизиращи лещи (напр. микролещи), за да подобрите припокриването на лъча и точността на фокусиране, като по този начин изравните профила на светлината на помпата.
③Подобрено управление на температурата
Използвайте материали с висока топлопроводимост (напр. CuW, CVD диамант) и стратегии за равномерен контрол на температурата, за да намалите температурните колебания между чиповете и да поддържате стабилна производителност.
4Хомогенизиране на интензитета на светлината
Включете дифузори или елементи за оформяне на лъча по пътя на помпената светлина, за да постигнете по-равномерно пространствено разпределение на светлината в усилващата среда.
4. Практическа стойност в реални приложения
В лазерни системи от висок клас—като например прецизна промишлена обработка, военно лазерно обозначаване, медицинско лечение и научни изследвания—Стабилността и качеството на лъча на лазерния изход са от първостепенно значение. Неравномерното разпределение на усилването пряко влияе върху надеждността и точността на системата, особено в следните сценарии:
①Високоенергийни импулсни лазери: Избягват локално насищане или нелинейни ефекти
2Усилватели с фибролазер: Потиска натрупването на ASE (усилено спонтанно излъчване)
③LIDAR и далекомерни системи: Подобрява точността и повторяемостта на измерванията
4Медицински лазери: Осигуряват прецизен контрол на енергията по време на лечение
5. Заключение
Равномерността на разпределението на усилването може да не е най-видимият параметър на помпения модул, но е от съществено значение за надеждното захранване на високопроизводителни лазерни системи. Тъй като изискванията към качеството и стабилността на лазера продължават да се увеличават, производителите на помпени модули трябва да се справят...„контрол на еднородността„като основен процес—постоянно усъвършенстване на избора на чипове, структурния дизайн и термичните стратегии, за да се осигурят по-надеждни и постоянни лазерни източници за последващи приложения.
Интересувате ли се как оптимизираме равномерността на усилването в нашите помпени модули? Свържете се с нас днес, за да научите повече за нашите решения и техническа поддръжка.
Време на публикуване: 20 август 2025 г.