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Définition, principe de fonctionnement et longueur d'onde typique d'une diode laser à fibre optique
Une diode laser couplée à une fibre optique est un composant semi-conducteur qui génère une lumière cohérente, laquelle est ensuite focalisée et alignée avec précision pour être injectée dans un câble à fibre optique. Son principe repose sur l'utilisation d'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 précis, ce faisceau laser est dirigé vers le cœur d'un câble à fibre optique, où il est transmis avec des pertes minimales par réflexion totale interne.
Gamme de longueurs d'onde
La longueur d'onde typique d'un module de diode laser couplée à une fibre optique peut varier considérablement selon son application. Généralement, ces dispositifs peuvent couvrir une large gamme de longueurs d'onde, notamment :
Spectre de la lumière visible :Leur longueur d'onde s'étend d'environ 400 nm (violet) à 700 nm (rouge). Elles sont souvent utilisées dans des applications nécessitant de la lumière visible pour l'éclairage, l'affichage ou la détection.
Proche infrarouge (NIR) :Les longueurs d'onde du proche infrarouge (NIR) s'étendent d'environ 700 nm à 2500 nm et sont couramment utilisées dans les télécommunications, les applications médicales et divers procédés industriels.
Infrarouge moyen (MIR) : S'étendant au-delà de 2500 nm, bien que moins courant dans les modules de diodes laser à couplage fibre standard en raison des applications spécialisées et des matériaux de fibre requis.
Lumispot Tech propose des modules de diodes laser couplées à fibre optique avec des longueurs d'onde typiques de 525 nm, 790 nm, 792 nm, 808 nm, 878,6 nm, 888 nm, 915 nm et 976 nm afin de répondre aux besoins de divers clients.'besoins de l'application.
Typique Aapplications des lasers couplés à fibre optique à différentes longueurs d'onde
Ce guide explore le rôle essentiel des diodes laser couplées à la fibre dans le développement des technologies de pompage et des méthodes de pompage optique pour différents systèmes laser. En se concentrant sur des longueurs d'onde spécifiques et leurs applications, nous montrons comment ces diodes laser révolutionnent les performances et l'utilité des lasers à fibre et à semi-conducteurs.
Utilisation de lasers à fibre comme sources de pompage pour les lasers à fibre
Laser à fibre couplé à 915 nm et 976 nm comme source de pompage pour laser à fibre 1064 nm~1080 nm.
Pour les lasers à fibre fonctionnant dans la gamme de 1064 nm à 1080 nm, les produits utilisant des longueurs d'onde de 915 nm et 976 nm peuvent servir de sources de pompage efficaces. Ils sont principalement employés dans des applications telles que la découpe et le soudage laser, le rechargement, le traitement laser, le marquage et les armes laser de haute puissance. Ce procédé, appelé pompage direct, consiste à faire absorber la lumière de pompage par la fibre, puis à l'émettre directement sous forme de faisceau laser à des longueurs d'onde telles que 1064 nm, 1070 nm et 1080 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 fibre optique avec une longueur d'onde de 940 nm comme source de pompage d'un laser à fibre de 1550 nm
Dans le domaine des lasers à fibre de 1550 nm, les lasers couplés à la fibre d'une longueur d'onde de 940 nm sont couramment utilisés comme sources de pompage. Cette application est particulièrement précieuse dans le domaine du LiDAR laser.
Applications spécifiques de la diode laser à fibre optique de 790 nm
Les lasers à fibre optique fonctionnant à 790 nm servent non seulement de sources de pompage pour les lasers à fibre, mais sont également utilisés dans les lasers à semi-conducteurs. Ils sont principalement employés comme sources de pompage pour les lasers fonctionnant aux alentours de 1920 nm, avec des applications majeures dans le domaine des contre-mesures photoélectriques.
Applicationsdes lasers à fibre optique comme sources de pompage pour les lasers à semi-conducteurs
Pour les lasers à semi-conducteurs émettant entre 355 nm et 532 nm, les lasers à fibre optique de longueurs d'onde 808 nm, 880 nm, 878,6 nm et 888 nm sont privilégiés. Ils sont largement utilisés dans la recherche scientifique et le développement de lasers à semi-conducteurs dans les spectres violet, bleu et vert.
Applications directes des lasers à semi-conducteurs
Les applications directes des lasers à semi-conducteurs comprennent la sortie directe, le couplage par lentille, l'intégration sur circuit imprimé et l'intégration système. Les lasers à fibre optique émettant à 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 bien comprendre les exigences relatives aux sources de pompage des lasers à fibre et des lasers à semi-conducteurs, il est essentiel d'examiner en détail leur fonctionnement et le rôle des sources de pompage. Nous approfondirons ici l'aperçu initial pour aborder les subtilités des mécanismes de pompage, les types de sources utilisées et leur impact sur les performances du laser. Le choix et la configuration des sources de pompage influent directement sur l'efficacité, la puissance de sortie et la qualité du faisceau du laser. Un couplage efficace, une adaptation de longueur d'onde optimale et une gestion thermique adéquate sont cruciaux pour optimiser les performances et prolonger la durée de vie du laser. Les progrès réalisés dans le domaine des diodes laser continuent d'améliorer les performances et la fiabilité des lasers à fibre et à semi-conducteurs, les rendant plus polyvalents et plus économiques pour une large gamme d'applications.
- Exigences relatives à la source de pompage des lasers à fibre
Diodes lasercomme sources de pompage :Les lasers à fibre utilisent principalement des diodes laser comme source de pompage en raison de leur efficacité, de leur compacité et de leur capacité à produire une longueur d'onde spécifique correspondant au spectre d'absorption de la fibre dopée. Le choix de la longueur d'onde de la diode laser est crucial ; par exemple, l'ytterbium (Yb), un dopant couramment utilisé dans les lasers à fibre, présente un pic d'absorption optimal autour de 976 nm. Par conséquent, les diodes laser émettant à cette longueur d'onde ou à une longueur d'onde proche sont privilégiées pour le pompage des lasers à fibre dopée à l'ytterbium.
Conception en fibre double couche :Pour accroître l'efficacité d'absorption de la lumière émise par les diodes laser de pompage, les lasers à fibre utilisent souvent une fibre à double gaine. Le cœur est dopé avec le milieu laser actif (par exemple, l'ytterbium), tandis que la gaine extérieure, plus épaisse, guide la lumière de pompage. Le cœur absorbe cette lumière et produit l'émission laser, tandis que la gaine permet à une plus grande quantité de lumière de pompage d'interagir avec le cœur, améliorant ainsi l'efficacité.
Adaptation de longueur d'onde et efficacité de couplageUn pompage efficace nécessite non seulement de sélectionner des diodes laser de longueur d'onde appropriée, mais aussi d'optimiser le couplage entre les diodes et la fibre. Cela implique un alignement précis et l'utilisation de composants optiques tels que des lentilles et des coupleurs afin d'injecter un maximum de lumière de pompe dans le cœur ou la gaine de la fibre.
-Lasers à semi-conducteursExigences relatives à la source de pompage
Pompage optique:Outre les diodes laser, les lasers à semi-conducteurs (y compris les lasers massifs comme le Nd:YAG) peuvent être pompés optiquement par des lampes flash ou des lampes à arc. Ces lampes émettent un large spectre lumineux, dont une partie correspond aux bandes d'absorption du milieu laser. Bien que moins efficace que le pompage par diode laser, cette méthode permet d'obtenir des énergies d'impulsion très élevées, la rendant ainsi adaptée aux applications exigeant une puissance de crête élevée.
Configuration de la source de la pompe :La configuration de la source de pompage dans les lasers à semi-conducteurs influe considérablement sur leurs performances. Le pompage axial et le pompage latéral sont des configurations courantes. Le pompage axial, où la lumière de pompage est dirigée le long de l'axe optique du milieu laser, offre un meilleur recouvrement entre la lumière de pompage et le mode laser, ce qui conduit à un rendement supérieur. Le pompage latéral, bien que potentiellement moins efficace, est plus simple et peut fournir une énergie totale plus élevée pour les barres ou les plaques de grand diamètre.
Gestion thermique :Les lasers à fibre et les lasers à semi-conducteurs nécessitent une gestion thermique efficace pour dissiper la chaleur générée par les sources de pompage. Dans les lasers à fibre, la grande surface de la fibre favorise la dissipation de la chaleur. Dans les lasers à semi-conducteurs, des systèmes de refroidissement (comme le refroidissement par eau) sont indispensables pour garantir un fonctionnement stable et éviter la formation de lentilles thermiques ou l'endommagement du milieu laser.
Date de publication : 28 février 2024