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Definição, princípio de funcionamento e comprimento de onda típico de um diodo laser acoplado por fibra.
Um diodo laser acoplado a fibra é um dispositivo semicondutor que gera luz coerente, a qual é então focalizada e alinhada com precisão para ser acoplada a um cabo de fibra óptica. O princípio básico 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 focalização 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 bastante dependendo da sua aplicação pretendida. Geralmente, esses dispositivos podem abranger uma ampla gama de comprimentos de onda, incluindo:
Espectro da luz visível:Com comprimentos de onda que variam de aproximadamente 400 nm (violeta) a 700 nm (vermelho), essas partículas são frequentemente utilizadas em aplicações que requerem luz visível para iluminação, exibição ou sensoriamento.
Infravermelho próximo (NIR):Com comprimentos de onda que variam de aproximadamente 700 nm a 2500 nm, as ondas NIR são comumente utilizadas em telecomunicações, aplicações médicas e diversos processos industriais.
Infravermelho médio (MIR): Com comprimentos de onda que ultrapassam os 2500 nm, são menos comuns 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 nm e 976 nm para atender às diversas necessidades dos clientes.'Requisitos do aplicativo.
Típico Aaplicaçãos de lasers acoplados a fibras em diferentes comprimentos de onda
Este guia explora o papel fundamental dos diodos laser acoplados a fibra (LDs) no avanço das tecnologias de fontes de bombeamento e métodos de bombeamento óptico em diversos sistemas laser. Ao focar em comprimentos de onda específicos e suas aplicações, destacamos como esses diodos laser revolucionam o desempenho e a utilidade tanto de lasers de fibra quanto de lasers de estado sólido.
Utilização de lasers acoplados a fibra como fontes de bombeamento para lasers de fibra
Laser de diodo acoplado a fibra de 915 nm e 976 nm como fonte de bombeamento para laser de fibra de 1064 nm a 1080 nm.
Para lasers de fibra operando na faixa de 1064 nm a 1080 nm, produtos que utilizam comprimentos de onda de 915 nm e 976 nm podem servir como fontes de bombeamento eficazes. Estes 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 de bombeamento e emitindo-a diretamente como saída de laser em comprimentos de onda como 1064 nm, 1070 nm e 1080 nm. Essa técnica de bombeamento é amplamente utilizada tanto em lasers de pesquisa quanto em lasers industriais convencionais.
Diodo laser acoplado a fibra com 940 nm como fonte de bombeamento de laser de fibra de 1550 nm
No âmbito dos lasers de fibra de 1550 nm, lasers acoplados a fibra com comprimento de onda de 940 nm são comumente usados como fontes de bombeamento. Essa aplicação é particularmente valiosa no campo do LiDAR a laser.
Aplicações especiais do diodo laser acoplado a fibra com 790nm
Os lasers acoplados a fibra óptica em 790 nm não servem apenas como fontes de bombeamento para lasers de fibra, mas também são aplicáveis em lasers de estado sólido. Eles são usados principalmente como fontes de bombeamento para lasers que operam próximos ao comprimento de onda de 1920 nm, com aplicações primárias em contramedidas fotoelétricas.
AplicaçõesLasers acoplados a fibra como fontes de bombeamento para lasers 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 opções preferenciais. Estes são amplamente utilizados em pesquisa científica e no desenvolvimento de lasers de estado sólido nos espectros violeta, azul e verde.
Aplicações diretas de lasers semicondutores
As aplicações de lasers semicondutores diretos abrangem saída direta, acoplamento de lentes, integração em placas de circuito impresso 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 diversas aplicações, incluindo iluminação, inspeção ferroviária, visão computacional e sistemas de segurança.
Requisitos para a fonte de bombeamento de lasers de fibra e lasers de estado sólido.
Para uma compreensão detalhada dos requisitos da fonte de bombeamento para lasers de fibra e lasers de estado sólido, é essencial aprofundar-se nos detalhes de como esses lasers operam e no papel das fontes de bombeamento em sua funcionalidade. Aqui, expandiremos a visão geral inicial para abordar as complexidades dos mecanismos de bombeamento, os tipos de fontes de bombeamento utilizadas e seu impacto no desempenho do laser. A escolha e a configuração das fontes de bombeamento impactam diretamente a eficiência, a potência de saída e a qualidade do feixe do laser. 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 diodos laser continuam a aprimorar o desempenho e a confiabilidade de lasers de fibra e de estado sólido, tornando-os mais versáteis e econômicos para uma ampla gama de aplicações.
- Requisitos da fonte de bombeamento de lasers de fibra
Diodos lasercomo fontes de bombeamento:Os lasers de fibra utilizam predominantemente diodos laser como fonte de bombeamento 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 crucial; por exemplo, um dopante comum em lasers de fibra é o ítérbio (Yb), que possui um pico de absorção ideal em torno de 976 nm. Portanto, diodos laser que emitem nesse comprimento de onda ou próximo a ele são preferidos para o bombeamento de lasers de fibra dopados com Yb.
Design de fibra com dupla camada:Para aumentar a eficiência da absorção de luz pelos diodos laser de bombeamento, os lasers de fibra frequentemente utilizam um design de fibra com dupla camada. O núcleo interno é dopado com o meio laser ativo (por exemplo, Yb), enquanto a camada externa, mais espessa, guia a luz de bombeamento. O núcleo absorve a luz de bombeamento e produz a emissão laser, enquanto a camada externa permite que uma quantidade maior de luz de bombeamento interaja com o núcleo, aumentando a eficiência.
Correspondência de comprimento de onda e eficiência de acoplamentoPara um bombeamento eficaz, é necessário não apenas selecionar diodos laser com o comprimento de onda apropriado, mas também otimizar a 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 quantidade máxima de luz de bombeamento seja injetada no núcleo ou revestimento da fibra.
-Lasers de estado sólidoRequisitos da fonte de bombeamento
Bombeamento Óptico:Além dos diodos laser, os lasers de estado sólido (incluindo lasers de volume como o Nd:YAG) podem ser bombeados opticamente com lâmpadas de flash ou lâmpadas de arco. Essas lâmpadas emitem um amplo espectro de luz, parte do qual coincide com as bandas de absorção do meio laser. Embora menos eficiente do que o bombeamento por diodo laser, esse método pode fornecer energias de pulso muito altas, tornando-o adequado para aplicações que exigem alta potência de pico.
Configuração da fonte de bombeamento:A configuração da fonte de bombeamento em lasers de estado sólido pode impactar significativamente seu desempenho. O bombeamento pela extremidade e o bombeamento lateral são configurações comuns. O bombeamento pela extremidade, onde a luz de bombeamento é direcionada ao longo do eixo óptico do meio laser, oferece melhor sobreposição entre a luz de bombeamento e o modo laser, resultando em maior eficiência. O bombeamento lateral, embora potencialmente menos eficiente, é mais simples e pode fornecer maior energia total para barras ou placas de grande diâmetro.
Gestão térmica:Tanto os lasers de fibra quanto os de estado sólido necessitam de um gerenciamento térmico eficaz para lidar com o calor gerado pelas fontes de bombeamento. Nos lasers de fibra, a extensa área de superfície da fibra auxilia na dissipação de calor. Nos lasers de estado sólido, sistemas de resfriamento (como o resfriamento a água) são necessários para manter a operação estável e evitar o efeito de lente térmica ou danos ao meio laser.
Data da publicação: 28/02/2024