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Definição de diodo laser acoplado a fibra, princípio de funcionamento e comprimento de onda típico
Um diodo laser acoplado a fibra é um dispositivo semicondutor que gera luz coerente, que é então focada e alinhada com precisão para ser acoplada a um cabo de fibra óptica. O princípio fundamental envolve o uso de corrente elétrica para estimular o diodo, criando fótons por meio de emissão estimulada. Esses fótons são amplificados dentro do diodo, produzindo um feixe de laser. Através de foco e alinhamento cuidadosos, esse feixe de laser é direcionado para o núcleo de um cabo de fibra óptica, onde é transmitido com perda mínima por reflexão interna total.
Faixa de comprimento de onda
O comprimento de onda típico de um módulo de diodo laser acoplado a fibra pode variar amplamente dependendo da aplicação pretendida. Geralmente, esses dispositivos podem cobrir uma ampla gama de comprimentos de onda, incluindo:
Espectro de luz visível:Variando de cerca de 400 nm (violeta) a 700 nm (vermelho). Eles são frequentemente usados em aplicações que requerem luz visível para iluminação, exibição ou detecção.
Infravermelho próximo (NIR):Variando de cerca de 700 nm a 2500 nm. Os comprimentos de onda NIR são comumente usados em telecomunicações, aplicações médicas e vários processos industriais.
Infravermelho médio (MIR): Estendendo-se além de 2.500 nm, embora menos comum em módulos de diodo laser acoplados a fibra padrão devido às aplicações especializadas e aos materiais de fibra necessários.
A Lumispot Tech oferece o módulo de diodo laser acoplado a fibra com comprimentos de onda típicos de 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m e 976 nm para atender vários clientes'necessidades da aplicação.
Típico Aaplicaçãos de lasers acoplados a fibra em diferentes comprimentos de onda
Este guia explora o papel fundamental dos diodos laser acoplados a fibra (LDs) no avanço das tecnologias de fonte de bomba e métodos de bombeamento óptico em vários sistemas de laser. Ao focar em comprimentos de onda específicos e suas aplicações, destacamos como esses diodos laser revolucionam o desempenho e a utilidade dos lasers de fibra e de estado sólido.
Uso de lasers acoplados a fibra como fontes de bomba para lasers de fibra
LD acoplado a fibra de 915nm e 976nm como fonte de bomba para laser de fibra de 1064nm ~ 1080nm.
Para lasers de fibra operando na faixa de 1.064 nm a 1.080 nm, os produtos que utilizam comprimentos de onda de 915 nm e 976 nm podem servir como fontes de bombeamento eficazes. Eles são empregados principalmente em aplicações como corte e soldagem a laser, revestimento, processamento a laser, marcação e armamento a laser de alta potência. O processo, conhecido como bombeamento direto, envolve a fibra absorvendo a luz da bomba e emitindo-a diretamente como saída de laser em comprimentos de onda como 1064 nm, 1070 nm e 1080 nm. Esta técnica de bombeamento é amplamente utilizada tanto em lasers de pesquisa quanto em lasers industriais convencionais.
Diodo laser acoplado a fibra com 940nm como fonte de bomba de laser de fibra 1550nm
No domínio dos lasers de fibra de 1550 nm, os lasers acoplados a fibra com comprimento de onda de 940 nm são comumente usados como fontes de bomba. Esta aplicação é particularmente valiosa no campo do laser LiDAR.
Aplicações especiais de diodo laser acoplado a fibra com 790nm
Os lasers acoplados a fibra a 790 nm não servem apenas como fontes de bomba para lasers de fibra, mas também são aplicáveis em lasers de estado sólido. Eles são usados principalmente como fontes de bombeamento para lasers operando perto do comprimento de onda de 1920 nm, com aplicações primárias em contramedidas fotoelétricas.
Aplicativosde lasers acoplados a fibra como fontes de bomba para laser de estado sólido
Para lasers de estado sólido que emitem entre 355 nm e 532 nm, os lasers acoplados a fibra com comprimentos de onda de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm e 888 nm são as escolhas preferidas. Eles são amplamente utilizados em pesquisas científicas e no desenvolvimento de lasers de estado sólido nos espectros violeta, azul e verde.
Aplicações diretas de lasers semicondutores
As aplicações diretas de laser semicondutor abrangem saída direta, acoplamento de lentes, integração de placas de circuito e integração de sistemas. Lasers acoplados a fibra com comprimentos de onda como 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm e 915 nm são utilizados em várias aplicações, incluindo iluminação, inspeção ferroviária, visão de máquina e sistemas de segurança.
Requisitos para fonte de bomba de lasers de fibra e lasers de estado sólido.
Para uma compreensão detalhada dos requisitos de fonte de bomba para lasers de fibra e lasers de estado sólido, é essencial aprofundar-se nas especificidades de como esses lasers operam e no papel das fontes de bomba em sua funcionalidade. Aqui, expandiremos a visão geral inicial para cobrir as complexidades dos mecanismos de bombeamento, os tipos de fontes de bombeamento usadas e seu impacto no desempenho do laser. A escolha e configuração das fontes da bomba impactam diretamente a eficiência do laser, a potência de saída e a qualidade do feixe. Acoplamento eficiente, correspondência de comprimento de onda e gerenciamento térmico são cruciais para otimizar o desempenho e prolongar a vida útil do laser. Os avanços na tecnologia de diodo laser continuam a melhorar o desempenho e a confiabilidade dos lasers de fibra e de estado sólido, tornando-os mais versáteis e econômicos para uma ampla gama de aplicações.
- Requisitos de fonte da bomba de lasers de fibra
Diodos Lasercomo fontes de bomba:Os lasers de fibra usam predominantemente diodos laser como fonte de bomba devido à sua eficiência, tamanho compacto e capacidade de produzir um comprimento de onda específico de luz que corresponde ao espectro de absorção da fibra dopada. A escolha do comprimento de onda do diodo laser é crítica; por exemplo, um dopante comum em lasers de fibra é o itérbio (Yb), que tem um pico de absorção ideal em torno de 976 nm. Portanto, diodos laser que emitem neste comprimento de onda ou próximo a ele são preferidos para bombear lasers de fibra dopados com Yb.
Design de fibra dupla:Para aumentar a eficiência da absorção de luz dos diodos laser da bomba, os lasers de fibra geralmente usam um design de fibra de revestimento duplo. O núcleo interno é dopado com o meio laser ativo (por exemplo, Yb), enquanto a camada externa maior de revestimento guia a luz da bomba. O núcleo absorve a luz da bomba e produz a ação do laser, enquanto o revestimento permite que uma quantidade mais significativa de luz da bomba interaja com o núcleo, aumentando a eficiência.
Correspondência de comprimento de onda e eficiência de acoplamento: O bombeamento eficaz requer não apenas a seleção de diodos laser com comprimento de onda apropriado, mas também a otimização da eficiência de acoplamento entre os diodos e a fibra. Isso envolve um alinhamento cuidadoso e o uso de componentes ópticos, como lentes e acopladores, para garantir que a luz máxima da bomba seja injetada no núcleo ou revestimento da fibra.
-Lasers de estado sólidoRequisitos de fonte da bomba
Bombeamento Óptico:Além dos diodos laser, os lasers de estado sólido (incluindo lasers em massa como Nd:YAG) podem ser bombeados opticamente com lâmpadas de flash ou lâmpadas de arco. Estas lâmpadas emitem um amplo espectro de luz, parte da qual corresponde às bandas de absorção do meio laser. Embora menos eficiente que o bombeamento por diodo laser, este método pode fornecer energias de pulso muito altas, tornando-o adequado para aplicações que exigem alta potência de pico.
Configuração da fonte da bomba:A configuração da fonte da bomba em lasers de estado sólido pode impactar significativamente seu desempenho. O bombeamento final e o bombeamento lateral são configurações comuns. O bombeamento final, onde a luz da bomba é direcionada ao longo do eixo óptico do meio laser, oferece melhor sobreposição entre a luz da bomba e o modo laser, levando a maior eficiência. O bombeamento lateral, embora potencialmente menos eficiente, é mais simples e pode fornecer maior energia geral para barras ou placas de grande diâmetro.
Gerenciamento Térmico:Os lasers de fibra e de estado sólido precisam de gerenciamento térmico eficaz para lidar com o calor gerado pelas fontes da bomba. Nos lasers de fibra, a área de superfície estendida da fibra auxilia na dissipação de calor. Em lasers de estado sólido, sistemas de resfriamento (como resfriamento a água) são necessários para manter a operação estável e evitar lentes térmicas ou danos ao meio do laser.
Horário da postagem: 28 de fevereiro de 2024