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Définition de la diode laser couplée à une fibre, principe de fonctionnement et longueur d'onde typique
Une diode laser couplée à une fibre est un dispositif semi-conducteur qui génère une lumière cohérente, qui est ensuite focalisée et alignée avec précision pour être couplée à un câble à fibre optique. Le principe de base consiste à utiliser un courant électrique pour stimuler la diode, créant ainsi des photons par émission stimulée. Ces photons sont amplifiés au sein de la diode, produisant un faisceau laser. Grâce à une focalisation et un alignement minutieux, ce faisceau laser est dirigé vers l'âme d'un câble à fibre optique, où il est transmis avec une perte minimale par réflexion interne totale.
Plage de longueur d'onde
La longueur d'onde typique d'un module de diode laser couplé à une fibre peut varier considérablement en fonction de son application prévue. Généralement, ces appareils peuvent couvrir une large gamme de longueurs d’onde, notamment :
Spectre de lumière visible :Allant d'environ 400 nm (violet) à 700 nm (rouge). Ceux-ci sont souvent utilisés dans des applications nécessitant de la lumière visible pour l’éclairage, l’affichage ou la détection.
Proche infrarouge (NIR) :Allant d'environ 700 nm à 2500 nm. Les longueurs d'onde NIR sont couramment utilisées dans les télécommunications, les applications médicales et divers processus industriels.
Infrarouge moyen (MIR) : S'étendant au-delà de 2 500 nm, bien que moins courant dans les modules de diodes laser standard couplés à des fibres en raison des applications spécialisées et des matériaux fibreux requis.
Lumispot Tech propose le module de diode laser couplé par fibre avec les longueurs d'onde typiques de 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 m et 976 nm pour répondre à divers clients.'besoins des applications.
Typique Aapplications de lasers couplés à des fibres à différentes longueurs d'onde
Ce guide explore le rôle central des diodes laser (LD) couplées à des fibres dans l'avancement des technologies de source de pompage et des méthodes de pompage optique dans divers systèmes laser. En nous concentrant sur des longueurs d'onde spécifiques et leurs applications, nous soulignons comment ces diodes laser révolutionnent les performances et l'utilité des lasers à fibre et à solide.
Utilisation de lasers couplés à des fibres comme sources de pompe pour les lasers à fibres
LD couplé par fibre 915 nm et 976 nm comme source de pompe pour le laser à fibre 1064 nm ~ 1080 nm.
Pour les lasers à fibre fonctionnant dans la plage de 1 064 nm à 1 080 nm, les produits utilisant des longueurs d'onde de 915 nm et 976 nm peuvent servir de sources de pompage efficaces. Ceux-ci sont principalement utilisés dans des applications telles que la découpe et le soudage au laser, le revêtement, le traitement au laser, le marquage et les armes laser de haute puissance. Le processus, connu sous le nom de pompage direct, implique que la fibre absorbe la lumière de la pompe et l'émet directement sous forme de sortie laser à des longueurs d'onde telles que 1 064 nm, 1 070 nm et 1 080 nm. Cette technique de pompage est largement utilisée aussi bien dans les lasers de recherche que dans les lasers industriels conventionnels.
Diode laser couplée à une fibre avec 940 nm comme source de pompe d'un laser à fibre de 1550 nm
Dans le domaine des lasers à fibre de 1 550 nm, les lasers couplés à des fibres avec une longueur d'onde de 940 nm sont couramment utilisés comme sources de pompe. Cette application est particulièrement intéressante dans le domaine du laser LiDAR.
Applications spéciales de la diode laser couplée à une fibre avec 790 nm
Les lasers couplés à des fibres à 790 nm servent non seulement de sources de pompage pour les lasers à fibres, mais sont également applicables aux lasers à semi-conducteurs. Ils sont principalement utilisés comme sources de pompage pour les lasers fonctionnant à une longueur d'onde proche de 1 920 nm, avec des applications principales dans les contre-mesures photoélectriques.
Applicationsdes lasers couplés à des fibres comme sources de pompe pour les lasers à semi-conducteurs
Pour les lasers à semi-conducteurs émettant entre 355 nm et 532 nm, les lasers couplés à des fibres avec des longueurs d'onde de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm et 888 nm sont les choix préférés. Ceux-ci sont largement utilisés dans la recherche scientifique et dans le développement de lasers à solide dans le spectre violet, bleu et vert.
Applications directes des lasers à semi-conducteurs
Les applications laser directes à semi-conducteurs englobent la sortie directe, le couplage de lentilles, l'intégration de circuits imprimés et l'intégration de systèmes. Les lasers couplés à des fibres avec des longueurs d'onde telles que 450 nm, 525 nm, 650 nm, 790 nm, 808 nm et 915 nm sont utilisés dans diverses applications, notamment l'éclairage, l'inspection ferroviaire, la vision industrielle et les systèmes de sécurité.
Exigences relatives à la source de pompage des lasers à fibre et des lasers à semi-conducteurs.
Pour une compréhension détaillée des exigences en matière de sources de pompage pour les lasers à fibre et les lasers à semi-conducteurs, il est essentiel d'approfondir les spécificités du fonctionnement de ces lasers et le rôle des sources de pompage dans leur fonctionnalité. Ici, nous développerons l'aperçu initial pour couvrir les subtilités des mécanismes de pompage, les types de sources de pompage utilisées et leur impact sur les performances du laser. Le choix et la configuration des sources de pompe ont un impact direct sur l'efficacité, la puissance de sortie et la qualité du faisceau du laser. Un couplage efficace, une adaptation de longueur d'onde et une gestion thermique sont essentiels pour optimiser les performances et prolonger la durée de vie du laser. Les progrès de la technologie des diodes laser continuent d’améliorer les performances et la fiabilité des lasers à fibre et à solide, les rendant plus polyvalents et plus rentables pour une large gamme d’applications.
- Exigences relatives à la source de pompe des lasers à fibre
Diodes lasercomme sources de pompe :Les lasers à fibre utilisent principalement des diodes laser comme source de pompage en raison de leur efficacité, de leur taille compacte et de leur capacité à produire une longueur d'onde de lumière spécifique qui correspond au spectre d'absorption de la fibre dopée. Le choix de la longueur d’onde de la diode laser est critique ; par exemple, un dopant courant dans les lasers à fibre est l'Ytterbium (Yb), qui présente un pic d'absorption optimal autour de 976 nm. Par conséquent, les diodes laser émettant à cette longueur d’onde ou à proximité sont préférées pour le pompage des lasers à fibre dopée à l’Yb.
Conception de fibre à double revêtement :Pour augmenter l'efficacité de l'absorption de la lumière provenant des diodes laser de pompe, les lasers à fibre utilisent souvent une conception à fibre à double gaine. Le noyau interne est dopé avec le milieu laser actif (par exemple Yb), tandis que la couche de revêtement externe, plus grande, guide la lumière de pompe. Le noyau absorbe la lumière de pompe et produit l'action laser, tandis que le revêtement permet à une quantité plus importante de lumière de pompe d'interagir avec le noyau, améliorant ainsi l'efficacité.
Adaptation de longueur d'onde et efficacité de couplage: Un pompage efficace nécessite non seulement de sélectionner des diodes laser avec la longueur d'onde appropriée mais également d'optimiser l'efficacité du couplage entre les diodes et la fibre. Cela implique un alignement minutieux et l'utilisation de composants optiques tels que des lentilles et des coupleurs pour garantir qu'un maximum de lumière de pompage soit injecté dans le cœur ou la gaine de la fibre.
-Lasers à semi-conducteursExigences relatives à la source de pompe
Pompage optique:Outre les diodes laser, les lasers à semi-conducteurs (y compris les lasers en vrac comme le Nd:YAG) peuvent être pompés optiquement avec des lampes flash ou des lampes à arc. Ces lampes émettent un large spectre de lumière dont une partie correspond aux bandes d'absorption du milieu laser. Bien que moins efficace que le pompage par diode laser, cette méthode peut fournir des énergies d'impulsion très élevées, ce qui la rend adaptée aux applications nécessitant une puissance de crête élevée.
Configuration de la source de pompe :La configuration de la source de pompe dans les lasers à solide peut avoir un impact significatif sur leurs performances. Le pompage final et le pompage latéral sont des configurations courantes. Le pompage final, où la lumière de pompe est dirigée le long de l'axe optique du milieu laser, offre un meilleur chevauchement entre la lumière de pompe et le mode laser, conduisant à une efficacité plus élevée. Le pompage latéral, bien que potentiellement moins efficace, est plus simple et peut fournir une énergie globale plus élevée pour les tiges ou les dalles de grand diamètre.
Gestion thermique :Les lasers à fibre et à semi-conducteurs nécessitent une gestion thermique efficace pour gérer la chaleur générée par les sources de pompage. Dans les lasers à fibre, la surface étendue de la fibre facilite la dissipation de la chaleur. Dans les lasers à semi-conducteurs, des systèmes de refroidissement (tels que le refroidissement par eau) sont nécessaires pour maintenir un fonctionnement stable et éviter les lentilles thermiques ou les dommages au support laser.
Heure de publication : 28 février 2024