Hãy theo dõi chúng tôi trên mạng xã hội để nhận bài đăng nhanh chóng!
Định nghĩa, nguyên lý hoạt động và bước sóng điển hình của điốt laser ghép sợi quang.
Điốt laser ghép sợi quang là một thiết bị bán dẫn tạo ra ánh sáng kết hợp, sau đó được hội tụ và căn chỉnh chính xác để ghép vào cáp quang. Nguyên tắc cốt lõi là sử dụng dòng điện để kích thích điốt, tạo ra các photon thông qua phát xạ kích thích. Các photon này được khuếch đại bên trong điốt, tạo ra chùm tia laser. Thông qua việc hội tụ và căn chỉnh cẩn thận, chùm tia laser này được dẫn vào lõi của cáp quang, nơi nó được truyền đi với tổn thất tối thiểu bằng phản xạ toàn phần bên trong.
Phạm vi bước sóng
Bước sóng điển hình của một mô-đun diode laser ghép sợi quang có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào ứng dụng dự định của nó. Nói chung, các thiết bị này có thể bao phủ một dải bước sóng rộng, bao gồm:
Quang phổ ánh sáng nhìn thấy:Có dải bước sóng từ khoảng 400 nm (tím) đến 700 nm (đỏ). Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu ánh sáng nhìn thấy được để chiếu sáng, hiển thị hoặc cảm biến.
Cận hồng ngoại (NIR):Dải bước sóng từ khoảng 700 nm đến 2500 nm. Bước sóng NIR thường được sử dụng trong viễn thông, ứng dụng y tế và nhiều quy trình công nghiệp khác nhau.
Hồng ngoại tầm trung (MIR): Bước sóng này mở rộng vượt quá 2500 nm, mặc dù ít phổ biến hơn trong các mô-đun diode laser ghép sợi quang tiêu chuẩn do các ứng dụng chuyên biệt và vật liệu sợi quang cần thiết.
Lumispot Tech cung cấp mô-đun diode laser ghép sợi quang với các bước sóng điển hình là 525nm, 790nm, 792nm, 808nm, 878.6nm, 888nm, 915nm và 976nm để đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng.'nhu cầu ứng dụng.
Điển hình Aứng dụngs các laser ghép sợi quang ở các bước sóng khác nhau
Hướng dẫn này khám phá vai trò then chốt của các điốt laser (LD) ghép sợi quang trong việc thúc đẩy công nghệ nguồn bơm và các phương pháp bơm quang học trên nhiều hệ thống laser khác nhau. Bằng cách tập trung vào các bước sóng cụ thể và ứng dụng của chúng, chúng tôi nhấn mạnh cách các điốt laser này cách mạng hóa hiệu suất và tính hữu dụng của cả laser sợi quang và laser bán dẫn.
Sử dụng laser ghép sợi quang làm nguồn bơm cho laser sợi quang
Sử dụng diode laser ghép sợi quang 915nm và 976nm làm nguồn bơm cho laser sợi quang 1064nm~1080nm.
Đối với các laser sợi quang hoạt động trong dải bước sóng từ 1064nm đến 1080nm, các sản phẩm sử dụng bước sóng 915nm và 976nm có thể đóng vai trò là nguồn bơm hiệu quả. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng như cắt và hàn laser, phủ lớp, gia công laser, khắc dấu và vũ khí laser công suất cao. Quá trình này, được gọi là bơm trực tiếp, bao gồm việc sợi quang hấp thụ ánh sáng bơm và phát ra trực tiếp dưới dạng tia laser ở các bước sóng như 1064nm, 1070nm và 1080nm. Kỹ thuật bơm này được sử dụng rộng rãi trong cả laser nghiên cứu và laser công nghiệp thông thường.
Điốt laser ghép sợi quang sử dụng nguồn bơm 940nm cho laser sợi quang 1550nm.
Trong lĩnh vực laser sợi quang 1550nm, laser ghép sợi quang có bước sóng 940nm thường được sử dụng làm nguồn bơm. Ứng dụng này đặc biệt có giá trị trong lĩnh vực LiDAR laser.
Ứng dụng đặc biệt của điốt laser ghép sợi quang có bước sóng 790nm
Các laser ghép sợi quang ở bước sóng 790nm không chỉ đóng vai trò là nguồn bơm cho laser sợi quang mà còn có thể ứng dụng trong laser trạng thái rắn. Chúng chủ yếu được sử dụng làm nguồn bơm cho các laser hoạt động gần bước sóng 1920nm, với các ứng dụng chính trong các biện pháp đối phó quang điện.
Ứng dụngSử dụng laser ghép sợi quang làm nguồn bơm cho laser trạng thái rắn
Đối với các laser trạng thái rắn phát xạ trong khoảng từ 355nm đến 532nm, các laser ghép sợi quang có bước sóng 808nm, 880nm, 878,6nm và 888nm là những lựa chọn được ưu tiên. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và phát triển laser trạng thái rắn trong phổ màu tím, xanh lam và xanh lục.
Ứng dụng trực tiếp của laser bán dẫn
Các ứng dụng trực tiếp của laser bán dẫn bao gồm phát xạ trực tiếp, ghép thấu kính, tích hợp vào mạch in và tích hợp hệ thống. Laser ghép sợi quang với các bước sóng như 450nm, 525nm, 650nm, 790nm, 808nm và 915nm được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm chiếu sáng, kiểm tra đường sắt, thị giác máy tính và hệ thống an ninh.
Yêu cầu đối với nguồn bơm của laser sợi quang và laser bán dẫn.
Để hiểu rõ hơn về các yêu cầu của nguồn bơm cho laser sợi quang và laser bán dẫn, điều cần thiết là phải tìm hiểu chi tiết về cách thức hoạt động của các loại laser này và vai trò của nguồn bơm trong chức năng của chúng. Ở đây, chúng ta sẽ mở rộng phần tổng quan ban đầu để đề cập đến sự phức tạp của các cơ chế bơm, các loại nguồn bơm được sử dụng và tác động của chúng đến hiệu suất của laser. Việc lựa chọn và cấu hình nguồn bơm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, công suất đầu ra và chất lượng chùm tia của laser. Ghép nối hiệu quả, khớp bước sóng và quản lý nhiệt là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của laser. Những tiến bộ trong công nghệ diode laser tiếp tục cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của cả laser sợi quang và laser bán dẫn, làm cho chúng trở nên linh hoạt và tiết kiệm chi phí hơn cho nhiều ứng dụng khác nhau.
- Yêu cầu về nguồn bơm cho laser sợi quang
Điốt laserNguồn bơm:Các laser sợi quang chủ yếu sử dụng điốt laser làm nguồn bơm do hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn và khả năng tạo ra bước sóng ánh sáng cụ thể phù hợp với phổ hấp thụ của sợi quang pha tạp. Việc lựa chọn bước sóng của điốt laser rất quan trọng; ví dụ, một chất pha tạp phổ biến trong laser sợi quang là Ytterbium (Yb), có đỉnh hấp thụ tối ưu khoảng 976 nm. Do đó, các điốt laser phát ra ở bước sóng này hoặc gần bước sóng này được ưu tiên sử dụng để bơm cho laser sợi quang pha tạp Yb.
Thiết kế sợi kép:Để tăng hiệu quả hấp thụ ánh sáng từ các điốt laser bơm, laser sợi quang thường sử dụng thiết kế sợi quang hai lớp. Lõi bên trong được pha tạp với môi trường laser hoạt tính (ví dụ: Yb), trong khi lớp vỏ ngoài lớn hơn dẫn hướng ánh sáng bơm. Lõi hấp thụ ánh sáng bơm và tạo ra hoạt động laser, trong khi lớp vỏ cho phép một lượng ánh sáng bơm lớn hơn tương tác với lõi, tăng cường hiệu quả.
Hiệu suất khớp bước sóng và ghép nốiViệc bơm hiệu quả không chỉ đòi hỏi lựa chọn các điốt laser có bước sóng phù hợp mà còn phải tối ưu hóa hiệu suất ghép nối giữa các điốt và sợi quang. Điều này bao gồm việc căn chỉnh cẩn thận và sử dụng các thành phần quang học như thấu kính và bộ ghép nối để đảm bảo lượng ánh sáng bơm tối đa được đưa vào lõi hoặc lớp vỏ của sợi quang.
-Laser trạng thái rắnYêu cầu nguồn bơm
Bơm quang học:Bên cạnh điốt laser, các laser trạng thái rắn (bao gồm cả các laser khối như Nd:YAG) có thể được kích thích quang học bằng đèn flash hoặc đèn hồ quang. Các loại đèn này phát ra một phổ ánh sáng rộng, một phần trong đó phù hợp với các dải hấp thụ của môi trường laser. Mặc dù kém hiệu quả hơn so với kích thích bằng điốt laser, phương pháp này có thể cung cấp năng lượng xung rất cao, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng yêu cầu công suất đỉnh cao.
Cấu hình nguồn bơm:Cấu hình nguồn bơm trong laser trạng thái rắn có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của chúng. Bơm từ đầu và bơm từ bên hông là những cấu hình phổ biến. Bơm từ đầu, trong đó ánh sáng bơm được hướng dọc theo trục quang học của môi trường laser, mang lại sự chồng lấp tốt hơn giữa ánh sáng bơm và chế độ laser, dẫn đến hiệu suất cao hơn. Bơm từ bên hông, mặc dù có thể kém hiệu quả hơn, nhưng đơn giản hơn và có thể cung cấp tổng năng lượng cao hơn cho các thanh hoặc tấm có đường kính lớn.
Quản lý nhiệt:Cả laser sợi quang và laser bán dẫn đều cần hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả để xử lý nhiệt lượng sinh ra từ nguồn bơm. Trong laser sợi quang, diện tích bề mặt lớn của sợi quang giúp tản nhiệt tốt hơn. Trong laser bán dẫn, hệ thống làm mát (như làm mát bằng nước) là cần thiết để duy trì hoạt động ổn định và ngăn ngừa hiện tượng thấu kính nhiệt hoặc hư hỏng môi trường laser.
Thời gian đăng bài: 28/02/2024