ไดโอดคู่แบบไฟเบอร์: ความยาวคลื่นทั่วไปและการประยุกต์เป็นแหล่งปั๊ม

ข้อกำหนดสำหรับแหล่งปั๊มของไฟเบอร์เลเซอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต

เพื่อความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดแหล่งที่มาของปั๊มสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต จำเป็นต้องเจาะลึกถึงวิธีการทำงานของเลเซอร์เหล่านี้โดยเฉพาะและบทบาทของแหล่งที่มาของปั๊มในการทำงาน ที่นี่ เราจะขยายภาพรวมเบื้องต้นเพื่อให้ครอบคลุมความซับซ้อนของกลไกการปั๊ม ประเภทของแหล่งกำเนิดปั๊มที่ใช้ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ การเลือกและการกำหนดค่าแหล่งกำเนิดปั๊มส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ กำลังเอาท์พุต และคุณภาพของลำแสง การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพ การจับคู่ความยาวคลื่น และการจัดการความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของเลเซอร์ ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเลเซอร์ไดโอดยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเลเซอร์ทั้งไฟเบอร์และโซลิดสเตตอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีความหลากหลายและคุ้มต้นทุนสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

- ข้อกำหนดแหล่งที่มาของปั๊มไฟเบอร์เลเซอร์

เลเซอร์ไดโอดเป็นแหล่งปั๊ม:ไฟเบอร์เลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้เลเซอร์ไดโอดเป็นแหล่งปั๊ม เนื่องจากประสิทธิภาพ ขนาดกะทัดรัด และความสามารถในการสร้างความยาวคลื่นเฉพาะของแสงที่ตรงกับสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของไฟเบอร์เจือ การเลือกความยาวคลื่นของเลเซอร์ไดโอดเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น สารเจือปนทั่วไปในไฟเบอร์เลเซอร์คืออิตเทอร์เบียม (Yb) ซึ่งมีการดูดกลืนแสงสูงสุดประมาณ 976 นาโนเมตร ดังนั้น เลเซอร์ไดโอดที่เปล่งแสงที่หรือใกล้กับความยาวคลื่นนี้จึงเป็นที่ต้องการสำหรับการปั๊มเลเซอร์ไฟเบอร์เจือ Yb

การออกแบบไฟเบอร์แบบหุ้มสองชั้น:เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดกลืนแสงจากไดโอดเลเซอร์ของปั๊ม เลเซอร์ไฟเบอร์มักใช้การออกแบบไฟเบอร์แบบหุ้มสองชั้น แกนด้านในถูกเจือด้วยตัวกลางเลเซอร์ที่ทำงานอยู่ (เช่น Yb) ในขณะที่ชั้นหุ้มด้านนอกที่ใหญ่กว่าจะนำทางไฟปั๊ม แกนกลางดูดซับแสงของปั๊มและสร้างการกระทำของเลเซอร์ ในขณะที่การหุ้มช่วยให้แสงของปั๊มมีปฏิสัมพันธ์กับแกนในปริมาณที่มีนัยสำคัญมากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ

การจับคู่ความยาวคลื่นและประสิทธิภาพการเชื่อมต่อ: การปั๊มที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงแต่ต้องเลือกเลเซอร์ไดโอดที่มีความยาวคลื่นที่เหมาะสม แต่ยังต้องปรับประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างไดโอดและไฟเบอร์ให้เหมาะสมด้วย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดตำแหน่งอย่างระมัดระวังและการใช้ส่วนประกอบทางแสง เช่น เลนส์และข้อต่อ เพื่อให้แน่ใจว่าแสงปั๊มสูงสุดจะถูกฉีดเข้าไปในแกนไฟเบอร์หรือส่วนหุ้ม

-โซลิดสเตตเลเซอร์ข้อกำหนดแหล่งจ่ายปั๊ม

การสูบน้ำด้วยแสง:นอกจากเลเซอร์ไดโอดแล้ว เลเซอร์โซลิดสเตต (รวมถึงเลเซอร์จำนวนมาก เช่น Nd:YAG) ยังสามารถสูบแสงด้วยไฟแฟลชหรือไฟอาร์คได้อีกด้วย โคมไฟเหล่านี้ปล่อยสเปกตรัมแสงกว้าง ซึ่งส่วนหนึ่งตรงกับแถบดูดกลืนแสงของตัวกลางเลเซอร์ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการปั๊มไดโอดด้วยเลเซอร์ แต่วิธีนี้สามารถให้พลังงานพัลส์ที่สูงมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานสูงสุดสูง

การกำหนดค่าแหล่งที่มาของปั๊ม:การกำหนดค่าแหล่งกำเนิดปั๊มในเลเซอร์โซลิดสเตตอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงาน การปั๊มปลายและการปั๊มด้านข้างเป็นการกำหนดค่าทั่วไป การปั๊มปลายซึ่งไฟปั๊มส่องไปตามแกนแสงของตัวกลางเลเซอร์ ทำให้เกิดการทับซ้อนระหว่างไฟปั๊มและโหมดเลเซอร์ได้ดีขึ้น ส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น การปั๊มด้านข้างแม้จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ก็ง่ายกว่าและสามารถให้พลังงานโดยรวมที่สูงกว่าสำหรับแท่งหรือแผ่นคอนกรีตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

การจัดการความร้อน:ทั้งเลเซอร์ไฟเบอร์และโซลิดสเตตต้องการการจัดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเพื่อจัดการกับความร้อนที่เกิดจากแหล่งปั๊ม ในไฟเบอร์เลเซอร์ พื้นที่ผิวที่ขยายออกไปของไฟเบอร์ช่วยในการกระจายความร้อน ในโซลิดสเตตเลเซอร์ ระบบระบายความร้อน (เช่น การระบายความร้อนด้วยน้ำ) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาการทำงานที่มั่นคง และป้องกันเลนส์ความร้อนหรือความเสียหายต่อตัวกลางเลเซอร์