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Definición, principio de funcionamiento y longitud de onda típica del diodo láser acoplado a fibra
Un diodo láser acoplado a fibra es un dispositivo semiconductor que genera luz coherente, la cual se enfoca y alinea con precisión para acoplarse a un cable de fibra óptica. Su principio fundamental consiste en utilizar corriente eléctrica para estimular el diodo, creando fotones mediante emisión estimulada. Estos fotones se amplifican dentro del diodo, produciendo un haz láser. Mediante un enfoque y alineación precisos, este haz láser se dirige al núcleo de un cable de fibra óptica, donde se transmite con mínimas pérdidas por reflexión interna total.
Rango de longitud de onda
La longitud de onda típica de un módulo de diodo láser acoplado a fibra puede variar ampliamente según su aplicación prevista. Generalmente, estos dispositivos pueden cubrir un amplio rango de longitudes de onda, que incluye:
Espectro de luz visible:Con longitudes de onda que van desde aproximadamente 400 nm (violeta) hasta 700 nm (rojo), se utilizan frecuentemente en aplicaciones que requieren luz visible para iluminación, visualización o detección.
Infrarrojo cercano (NIR):Con un rango que va desde aproximadamente 700 nm hasta 2500 nm, las longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR) se utilizan comúnmente en telecomunicaciones, aplicaciones médicas y diversos procesos industriales.
Infrarrojo medio (MIR): Se extiende más allá de los 2500 nm, aunque es menos común en los módulos de diodos láser acoplados a fibra estándar debido a las aplicaciones especializadas y los materiales de fibra requeridos.
Lumispot Tech ofrece el módulo de diodo láser acoplado a fibra con longitudes de onda típicas de 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 nm y 976 nm para satisfacer las necesidades de diversos clientes.'Requisitos de la aplicación.
Típico Asolicituds de láseres acoplados a fibra a diferentes longitudes de onda
Esta guía explora el papel fundamental de los diodos láser acoplados a fibra (LD) en el avance de las tecnologías de fuentes de bombeo y los métodos de bombeo óptico en diversos sistemas láser. Al centrarnos en longitudes de onda específicas y sus aplicaciones, destacamos cómo estos diodos láser revolucionan el rendimiento y la utilidad tanto de los láseres de fibra como de los de estado sólido.
Uso de láseres acoplados a fibra como fuentes de bombeo para láseres de fibra
LD acoplado a fibra de 915 nm y 976 nm como fuente de bombeo para láser de fibra de 1064 nm a 1080 nm.
Para los láseres de fibra que operan en el rango de 1064 nm a 1080 nm, los productos que utilizan longitudes de onda de 915 nm y 976 nm pueden servir como fuentes de bombeo efectivas. Se emplean principalmente en aplicaciones como el corte y la soldadura láser, el revestimiento, el procesamiento láser, el marcado y el armamento láser de alta potencia. El proceso, conocido como bombeo directo, consiste en que la fibra absorbe la luz de bombeo y la emite directamente como salida láser a longitudes de onda como 1064 nm, 1070 nm y 1080 nm. Esta técnica de bombeo se utiliza ampliamente tanto en láseres de investigación como en láseres industriales convencionales.
Diodo láser acoplado a fibra con fuente de bombeo de 940 nm para láser de fibra de 1550 nm
En el ámbito de los láseres de fibra de 1550 nm, los láseres acoplados a fibra con una longitud de onda de 940 nm se utilizan comúnmente como fuentes de bombeo. Esta aplicación resulta especialmente valiosa en el campo del LiDAR láser.
Aplicaciones especiales del diodo láser acoplado a fibra con 790 nm
Los láseres acoplados a fibra a 790 nm no solo sirven como fuentes de bombeo para láseres de fibra, sino que también son aplicables en láseres de estado sólido. Se utilizan principalmente como fuentes de bombeo para láseres que operan cerca de la longitud de onda de 1920 nm, con aplicaciones primordiales en contramedidas fotoeléctricas.
AplicacionesLáseres acoplados a fibra como fuentes de bombeo para láseres de estado sólido
Para láseres de estado sólido que emiten entre 355 nm y 532 nm, los láseres acoplados a fibra con longitudes de onda de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm y 888 nm son la opción preferida. Estos se utilizan ampliamente en la investigación científica y en el desarrollo de láseres de estado sólido en el espectro violeta, azul y verde.
Aplicaciones directas de los láseres semiconductores
Las aplicaciones de láseres semiconductores directos abarcan la emisión directa, el acoplamiento de lentes, la integración en placas de circuitos impresos y la integración de sistemas. Los láseres acoplados a fibra con longitudes de onda como 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm y 915 nm se utilizan en diversas aplicaciones, como iluminación, inspección ferroviaria, visión artificial y sistemas de seguridad.
Requisitos para la fuente de bombeo de láseres de fibra y láseres de estado sólido.
Para comprender en detalle los requisitos de las fuentes de bombeo para láseres de fibra y de estado sólido, es fundamental analizar en profundidad su funcionamiento y el papel de las fuentes de bombeo en su operatividad. En este artículo, ampliaremos la descripción general inicial para abarcar las complejidades de los mecanismos de bombeo, los tipos de fuentes de bombeo utilizadas y su impacto en el rendimiento del láser. La elección y configuración de las fuentes de bombeo influyen directamente en la eficiencia, la potencia de salida y la calidad del haz del láser. Un acoplamiento eficiente, la adaptación de la longitud de onda y la gestión térmica son cruciales para optimizar el rendimiento y prolongar la vida útil del láser. Los avances en la tecnología de diodos láser siguen mejorando el rendimiento y la fiabilidad tanto de los láseres de fibra como de los de estado sólido, lo que los hace más versátiles y rentables para una amplia gama de aplicaciones.
Requisitos de la fuente de bombeo de los láseres de fibra
Diodos lásercomo fuentes de bombeo:Los láseres de fibra utilizan predominantemente diodos láser como fuente de bombeo debido a su eficiencia, tamaño compacto y la capacidad de producir una longitud de onda específica que coincide con el espectro de absorción de la fibra dopada. La elección de la longitud de onda del diodo láser es crucial; por ejemplo, un dopante común en los láseres de fibra es el iterbio (Yb), que presenta un pico de absorción óptimo alrededor de los 976 nm. Por lo tanto, para el bombeo de láseres de fibra dopados con Yb, se prefieren los diodos láser que emiten en o cerca de esta longitud de onda.
Diseño de fibra de doble revestimiento:Para aumentar la eficiencia de absorción de luz de los diodos láser de bombeo, los láseres de fibra suelen emplear un diseño de fibra de doble revestimiento. El núcleo interno está dopado con el medio láser activo (por ejemplo, Yb), mientras que la capa de revestimiento externa, de mayor tamaño, guía la luz de bombeo. El núcleo absorbe la luz de bombeo y produce la emisión láser, mientras que el revestimiento permite que una mayor cantidad de luz de bombeo interactúe con el núcleo, mejorando así la eficiencia.
Eficiencia de acoplamiento y adaptación de longitud de ondaPara un bombeo eficaz, no solo se requiere seleccionar diodos láser con la longitud de onda adecuada, sino también optimizar la eficiencia de acoplamiento entre los diodos y la fibra. Esto implica una alineación precisa y el uso de componentes ópticos como lentes y acopladores para garantizar que se inyecte la máxima cantidad de luz de bombeo en el núcleo o el revestimiento de la fibra.
-Láseres de estado sólidoRequisitos de la fuente de bombeo
Bombeo óptico:Además de los diodos láser, los láseres de estado sólido (incluidos los láseres de volumen como el Nd:YAG) pueden bombearse ópticamente con lámparas de destello o de arco. Estas lámparas emiten un amplio espectro de luz, parte del cual coincide con las bandas de absorción del medio láser. Si bien es menos eficiente que el bombeo con diodos láser, este método puede proporcionar energías de pulso muy elevadas, lo que lo hace idóneo para aplicaciones que requieren una alta potencia pico.
Configuración de la fuente de bombeo:La configuración de la fuente de bombeo en los láseres de estado sólido puede influir significativamente en su rendimiento. El bombeo axial y el bombeo lateral son configuraciones comunes. El bombeo axial, donde la luz de bombeo se dirige a lo largo del eje óptico del medio láser, ofrece una mejor superposición entre la luz de bombeo y el modo láser, lo que resulta en una mayor eficiencia. El bombeo lateral, si bien es potencialmente menos eficiente, es más sencillo y puede proporcionar una mayor energía total para barras o placas de gran diámetro.
Gestión térmica:Tanto los láseres de fibra como los de estado sólido requieren una gestión térmica eficaz para disipar el calor generado por las fuentes de bombeo. En los láseres de fibra, la mayor superficie de la fibra facilita la disipación del calor. En los láseres de estado sólido, los sistemas de refrigeración (como la refrigeración por agua) son necesarios para mantener un funcionamiento estable y evitar el efecto de lente térmica o daños en el medio láser.
Fecha de publicación: 28 de febrero de 2024