ไดโอดแบบไฟเบอร์คู่: ความยาวคลื่นทั่วไปและการใช้งานเป็นแหล่งปั๊ม

ข้อกำหนดสำหรับแหล่งปั๊มของเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต

หากต้องการทำความเข้าใจอย่างละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดของแหล่งปั๊มสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต จำเป็นต้องเจาะลึกถึงรายละเอียดเฉพาะของการทำงานของเลเซอร์เหล่านี้และบทบาทของแหล่งปั๊มในการทำงาน ในที่นี้ เราจะขยายความภาพรวมเบื้องต้นเพื่อครอบคลุมความซับซ้อนของกลไกการปั๊ม ประเภทของแหล่งปั๊มที่ใช้ และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ การเลือกและการกำหนดค่าแหล่งปั๊มส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ กำลังเอาต์พุต และคุณภาพของลำแสง การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพ การจับคู่ความยาวคลื่น และการจัดการความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพและขยายอายุการใช้งานของเลเซอร์ ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีไดโอดเลเซอร์ยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตตอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีความอเนกประสงค์และคุ้มต้นทุนมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

- ข้อกำหนดแหล่งปั๊มเลเซอร์ไฟเบอร์

ไดโอดเลเซอร์เป็นแหล่งปั๊ม:เลเซอร์ไฟเบอร์ส่วนใหญ่ใช้ไดโอดเลเซอร์เป็นแหล่งปั๊มเนื่องจากมีประสิทธิภาพ ขนาดกระทัดรัด และความสามารถในการผลิตแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะที่ตรงกับสเปกตรัมการดูดกลืนของไฟเบอร์ที่ถูกเจือปนด้วยสารเจือปน การเลือกความยาวคลื่นของไดโอดเลเซอร์จึงมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น สารเจือปนทั่วไปในเลเซอร์ไฟเบอร์คือ อิตเทอร์เบียม (Yb) ซึ่งมีค่าพีคการดูดกลืนที่เหมาะสมที่ประมาณ 976 นาโนเมตร ดังนั้น ไดโอดเลเซอร์ที่ปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นนี้หรือใกล้ความยาวคลื่นนี้จึงเป็นที่นิยมสำหรับการปั๊มเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ถูกเจือปนด้วยสารเจือปน Yb

การออกแบบเส้นใยหุ้มสองชั้น:เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดูดซับแสงจากไดโอดเลเซอร์ปั๊ม เลเซอร์ไฟเบอร์มักใช้การออกแบบไฟเบอร์หุ้มสองชั้น แกนในถูกเจือด้วยตัวกลางเลเซอร์ที่ทำงานอยู่ (เช่น Yb) ในขณะที่ชั้นหุ้มด้านนอกที่ใหญ่กว่าจะนำทางแสงของปั๊ม แกนจะดูดซับแสงของปั๊มและสร้างการทำงานของเลเซอร์ ในขณะที่ชั้นหุ้มช่วยให้แสงของปั๊มมีปริมาณมากขึ้นเพื่อโต้ตอบกับแกน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ

การจับคู่ความยาวคลื่นและประสิทธิภาพการเชื่อมต่อการสูบน้ำที่มีประสิทธิภาพต้องไม่เพียงแต่เลือกไดโอดเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นที่เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังต้องเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างไดโอดและไฟเบอร์ด้วย ซึ่งต้องจัดตำแหน่งอย่างระมัดระวังและใช้ส่วนประกอบออปติก เช่น เลนส์และตัวต่อ เพื่อให้แน่ใจว่าแสงจากปั๊มสูงสุดจะถูกฉีดเข้าไปในแกนหรือปลอกหุ้มไฟเบอร์

-เลเซอร์โซลิดสเตตข้อกำหนดแหล่งปั๊ม

การสูบน้ำด้วยแสง:นอกจากเลเซอร์ไดโอดแล้ว เลเซอร์โซลิดสเตต (รวมถึงเลเซอร์จำนวนมาก เช่น Nd:YAG) สามารถสูบแสงด้วยหลอดแฟลชหรือหลอดอาร์กได้ หลอดเหล่านี้ปล่อยแสงในสเปกตรัมกว้าง ซึ่งบางส่วนจะตรงกับแถบการดูดกลืนของตัวกลางเลเซอร์ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการสูบแสงด้วยไดโอดเลเซอร์ แต่วิธีนี้สามารถให้พลังงานพัลส์สูงมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานสูงสุดสูง

การกำหนดค่าแหล่งปั๊ม:การกำหนดค่าของแหล่งปั๊มในเลเซอร์โซลิดสเตตสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานของเลเซอร์ การปั๊มปลายและปั๊มด้านข้างเป็นการกำหนดค่าทั่วไป การปั๊มปลายซึ่งแสงของปั๊มจะส่องไปตามแกนออปติคอลของตัวกลางเลเซอร์ ช่วยให้แสงของปั๊มและโหมดเลเซอร์เหลื่อมซ้อนกันได้ดีขึ้น ส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น การปั๊มด้านข้างอาจมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ก็ง่ายกว่าและสามารถให้พลังงานโดยรวมที่สูงกว่าสำหรับแท่งหรือแผ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

การจัดการความร้อน:ทั้งเลเซอร์แบบไฟเบอร์และโซลิดสเตตต้องได้รับการจัดการความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อจัดการกับความร้อนที่เกิดจากแหล่งปั๊ม ในเลเซอร์แบบไฟเบอร์ พื้นผิวที่ขยายของไฟเบอร์จะช่วยในการกระจายความร้อน ในเลเซอร์แบบโซลิดสเตต จำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อน (เช่น การระบายความร้อนด้วยน้ำ) เพื่อรักษาการทำงานที่เสถียรและป้องกันการหลอมละลายจากความร้อนหรือความเสียหายต่อตัวกลางเลเซอร์