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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, que luego se enfoca y alinea con precisión para acoplarse a un cable de fibra óptica. El principio básico implica el uso de corriente eléctrica para estimular el diodo, creando fotones mediante emisión estimulada. Estos fotones se amplifican dentro del diodo y producen un rayo láser. Mediante un cuidadoso enfoque y alineación, este rayo láser se dirige al núcleo de un cable de fibra óptica, donde se transmite con una pérdida mínima 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 la aplicación prevista. Generalmente, estos dispositivos pueden cubrir una amplia gama de longitudes de onda, que incluyen:
Espectro de luz visible:Desde aproximadamente 400 nm (violeta) hasta 700 nm (rojo). A menudo se utilizan en aplicaciones que requieren luz visible para iluminación, visualización o detección.
Infrarrojo cercano (NIR):Que van desde aproximadamente 700 nm a 2500 nm. Las longitudes de onda NIR se utilizan comúnmente en telecomunicaciones, aplicaciones médicas y diversos procesos industriales.
Infrarrojo medio (MIR): Se extiende más allá de 2500 nm, aunque es menos común en módulos de diodos láser acoplados a fibra estándar debido a las aplicaciones especializadas y los materiales de fibra necesarios.
Lumispot Tech ofrece el módulo de diodo láser acoplado a fibra con las longitudes de onda típicas de 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m y 976 nm para satisfacer a varios clientes.'necesidades de la aplicación.
Típico Aaplicacións de láseres de fibra acoplada a diferentes longitudes de onda
Esta guía explora el papel fundamental de los diodos láser (LD) acoplados a fibra en el avance de las tecnologías de fuentes de bombeo y los métodos de bombeo óptico en varios sistemas láser. Al centrarnos en longitudes de onda específicas y sus aplicaciones, destacamos cómo estos diodos láser revolucionan el rendimiento y la utilidad de los láseres de fibra y de estado sólido.
Uso de láseres acoplados a fibra como fuentes de bombeo para láseres de fibra
LD acoplado de fibra de 915 nm y 976 nm como fuente de bombeo para láser de fibra de 1064 nm ~ 1080 nm.
Para los láseres de fibra que funcionan 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 eficaces. Se emplean principalmente en aplicaciones como corte y soldadura por láser, revestimiento, procesamiento por láser, marcado y armamento láser de alta potencia. El proceso, conocido como bombeo directo, implica que la fibra absorba la luz de la bomba y la emita directamente como salida láser en 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 940 nm como fuente de bombeo de láser de fibra de 1550 nm
En el ámbito de los láseres de fibra de 1550 nm, los láseres de fibra acoplada con una longitud de onda de 940 nm se utilizan comúnmente como fuentes de bombeo. Esta aplicación es particularmente valiosa en el campo del láser LiDAR.
Aplicaciones especiales del diodo láser acoplado a fibra con 790 nm
Los láseres de fibra acoplada 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 principales en contramedidas fotoeléctricas.
Aplicacionesde láseres acoplados a fibras como fuentes de bombeo para láseres de estado sólido
Para los láseres de estado sólido que emiten entre 355 nm y 532 nm, las opciones preferidas son los láseres de fibra acoplada con longitudes de onda de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm y 888 nm. 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 láseres semiconductores
Las aplicaciones del láser semiconductor directo abarcan salida directa, acoplamiento de lentes, integración de placas de circuito e integración de sistemas. Los láseres de fibra acoplada con longitudes de onda como 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm y 915 nm se utilizan en diversas aplicaciones, incluidas iluminación, inspección ferroviaria, visión artificial y sistemas de seguridad.
Requisitos para fuente de bombeo de láseres de fibra y láseres de estado sólido.
Para comprender detalladamente los requisitos de las fuentes de bombeo para láseres de fibra y láseres de estado sólido, es esencial profundizar en los detalles de cómo funcionan estos láseres y el papel de las fuentes de bombeo en su funcionalidad. Aquí, ampliaremos la descripción general inicial para cubrir 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 impactan directamente en la eficiencia, la potencia de salida y la calidad del haz del láser. El acoplamiento eficiente, la adaptación de longitudes de onda y la gestión térmica son cruciales para optimizar el rendimiento y extender la vida útil del láser. Los avances en la tecnología de diodos láser continúan mejorando el rendimiento y la confiabilidad de los láseres de fibra y de estado sólido, haciéndolos más versátiles y rentables para una amplia gama de aplicaciones.
- Requisitos de fuente de bomba de láseres de fibra
Diodos lásercomo fuentes de bomba: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 de luz específica que coincide con el espectro de absorción de la fibra dopada. La elección de la longitud de onda del diodo láser es fundamental; por ejemplo, un dopante común en los láseres de fibra es el iterbio (Yb), que tiene un pico de absorción óptimo alrededor de 976 nm. Por lo tanto, se prefieren los diodos láser que emiten en o cerca de esta longitud de onda para bombear láseres de fibra dopada con Yb.
Diseño de fibra de doble revestimiento:Para aumentar la eficiencia de la absorción de luz de los diodos láser de la bomba, los láseres de fibra suelen utilizar un diseño de fibra de doble revestimiento. El núcleo interior está dopado con el medio láser activo (p. ej., Yb), mientras que la capa de revestimiento exterior, más grande, guía la luz de la bomba. El núcleo absorbe la luz de la bomba y produce la acción del láser, mientras que el revestimiento permite que una cantidad más significativa de luz de la bomba interactúe con el núcleo, mejorando la eficiencia.
Eficiencia de acoplamiento y coincidencia de longitudes de onda: Un bombeo eficaz requiere no solo seleccionar diodos láser con la longitud de onda adecuada sino también optimizar la eficiencia del acoplamiento entre los diodos y la fibra. Esto implica una alineación cuidadosa y el uso de componentes ópticos como lentes y acopladores para garantizar que se inyecte la máxima luz de bombeo en el núcleo o revestimiento de la fibra.
-Láseres de estado sólidoRequisitos de fuente de bomba
Bombeo óptico:Además de los diodos láser, los láseres de estado sólido (incluidos los láseres masivos como Nd:YAG) pueden bombearse ópticamente con lámparas de destello o lámparas 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 de diodos láser, este método puede proporcionar energías de pulso muy altas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una potencia máxima alta.
Configuración de fuente de bomba:La configuración de la fuente de bombeo en los láseres de estado sólido puede afectar significativamente su rendimiento. El bombeo final y el bombeo lateral son configuraciones comunes. El bombeo final, en el que la luz de la bomba se dirige a lo largo del eje óptico del medio láser, ofrece una mejor superposición entre la luz de la bomba y el modo láser, lo que conduce a una mayor eficiencia. El bombeo lateral, aunque potencialmente menos eficiente, es más simple y puede proporcionar mayor energía total para varillas o losas de gran diámetro.
Gestión Térmica:Tanto los láseres de fibra como los de estado sólido necesitan una gestión térmica eficaz para manejar el calor generado por las fuentes de bombeo. En los láseres de fibra, la superficie extendida de la fibra ayuda a la disipación del calor. En los láseres de estado sólido, los sistemas de enfriamiento (como el enfriamiento por agua) son necesarios para mantener un funcionamiento estable y evitar lentes térmicas o daños al medio láser.
Hora de publicación: 28 de febrero de 2024