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Definição, princípio de funcionamento e comprimento de onda típico do diodo laser acoplado à fibra
Um diodo laser acoplado a fibra óptica é um dispositivo semicondutor que gera luz coerente, que é então focalizada e alinhada precisamente 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. Por meio de focalização e alinhamento cuidadosos, esse feixe de laser é direcionado para o núcleo do 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 óptica pode variar bastante, dependendo da aplicação pretendida. Geralmente, esses dispositivos podem cobrir uma ampla faixa de comprimentos de onda, incluindo:
Espectro de luz visível:Variando de aproximadamente 400 nm (violeta) a 700 nm (vermelho). São frequentemente usados em aplicações que exigem luz visível para iluminação, exibição ou detecção.
Infravermelho próximo (NIR):Variando de aproximadamente 700 nm a 2500 nm, os comprimentos de onda NIR são comumente usados em telecomunicações, aplicações médicas e diversos processos industriais.
Infravermelho médio (MIR): Estendendo-se além de 2500 nm, embora seja 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 a vários clientes'necessidades da aplicação.
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 bombeamento de fonte e métodos de bombeamento óptico em diversos sistemas de laser. Com foco 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 bombeamento para lasers de fibra
LD 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. 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 bombeada 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 campo dos lasers de fibra de 1550 nm, lasers acoplados à fibra com comprimento de onda de 940 nm são comumente usados como fontes de bombeamento. Esta aplicação é particularmente valiosa na área de laser LiDAR.
Aplicações especiais de diodo laser acoplado a fibra com 790 nm
Lasers acoplados a fibra óptica a 790 nm não servem apenas como fontes de bombeamento para lasers de fibra óptica, mas também são aplicáveis em lasers de estado sólido. São usados principalmente como fontes de bombeamento para lasers que operam perto do comprimento de onda de 1920 nm, com aplicações primárias em contramedidas fotoelétricas.
Aplicaçõesde lasers 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, lasers acoplados a fibra com comprimentos de onda de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm e 888 nm são as escolhas preferenciais. 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 diversas aplicações, incluindo iluminação, inspeção ferroviária, visão computacional e sistemas de segurança.
Requisitos para fonte de bombeamento de lasers de fibra e lasers de estado sólido.
Para uma compreensão detalhada dos requisitos de fonte de bombeamento 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 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 estender a vida útil do laser. Os avanços na tecnologia de diodos 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 da fonte de bomba 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 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 itérbio (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 preferíveis para o bombeamento de lasers de fibra dopados com Yb.
Design de fibra dupla revestida:Para aumentar a eficiência da absorção de luz dos diodos laser de bombeamento, os lasers de fibra geralmente utilizam um design de fibra com 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 bombeada. O núcleo absorve a luz bombeada e produz a ação do laser, enquanto o revestimento permite que uma quantidade maior de luz bombeada interaja com o núcleo, aumentando a eficiência.
Eficiência de acoplamento e correspondência de comprimento de onda: Um bombeamento eficaz requer não apenas a seleção de diodos laser com o 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 bombeada seja injetada no núcleo ou revestimento da fibra.
-Lasers de estado sólidoRequisitos da fonte da bomba
Bombeamento Óptico:Além dos diodos laser, lasers de estado sólido (incluindo lasers de massa como 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 corresponde às bandas de absorção do meio laser. Embora menos eficiente do que o bombeamento de diodos laser, esse 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 de bombeamento em lasers de estado sólido pode impactar significativamente seu desempenho. Bombeamento final e bombeamento lateral são configurações comuns. O bombeamento final, em que a luz do bombeamento é direcionada ao longo do eixo óptico do meio laser, oferece melhor sobreposição entre a luz do 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.
Gerenciamento térmico:Tanto os lasers de fibra quanto os de estado sólido precisam de gerenciamento térmico eficaz para lidar com o calor gerado pelas fontes de bombeamento. Nos lasers de fibra, a área de superfície estendida 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 lentes térmicas ou danos ao meio laser.
Horário da publicação: 28 de fevereiro de 2024