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Définition, principe de fonctionnement et longueur d'onde typique d'une diode laser à couplage de fibre
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. Son principe de base consiste à utiliser un courant électrique pour stimuler la diode, créant ainsi des photons par émission stimulée. Ces photons sont amplifiés dans la diode, produisant un faisceau laser. Grâce à une focalisation et un alignement précis, ce faisceau laser est dirigé vers le cœur du câble à fibre optique, où il est transmis avec une perte minimale par réflexion interne totale.
Gamme de longueurs d'onde
La longueur d'onde typique d'un module de diode laser à couplage fibré peut varier considérablement selon l'application prévue. Généralement, ces dispositifs couvrent une large gamme de longueurs d'onde, notamment :
Spectre de la lumière visible :S'étendant d'environ 400 nm (violet) à 700 nm (rouge). Ces diodes sont souvent utilisées dans les applications nécessitant une lumière visible pour l'éclairage, l'affichage ou la détection.
Proche infrarouge (NIR) :S'étendant d'environ 700 nm à 2 500 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 couplées à des fibres standard en raison des applications spécialisées et des matériaux de fibre requis.
Lumispot Tech propose le module de diode laser couplé à la 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 de l'application.
Typique Aapplications de lasers couplés à des fibres à différentes longueurs d'onde
Ce guide explore le rôle essentiel des diodes laser couplées à la fibre (LD) dans l'évolution des technologies de sources de pompage et des méthodes de pompage optique pour divers systèmes laser. En nous concentrant sur des longueurs d'onde spécifiques et leurs applications, nous mettons en évidence comment ces diodes laser révolutionnent les performances et l'utilité des lasers à fibre et à solide.
Utilisation de lasers à couplage de fibres comme sources de pompage pour les lasers à fibres
LD couplé à la fibre 915 nm et 976 nm comme source de pompage pour le 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 utilisés dans des applications telles que la découpe et le soudage laser, le placage, l'usinage laser, le marquage et les armes laser de haute puissance. Ce procédé, appelé pompage direct, implique que la fibre absorbe la lumière de pompage et l'émet directement sous forme de sortie laser à des longueurs d'onde telles que 1064 nm, 1070 nm et 1080 nm. Cette technique de pompage est largement utilisée dans les lasers de recherche et les lasers industriels conventionnels.
Diode laser couplée à une fibre avec 940 nm comme source de pompage d'un laser à fibre de 1550 nm
Dans le domaine des lasers à fibre de 1 550 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 intéressante dans le domaine du LiDAR laser.
Applications spéciales de la diode laser couplée à la fibre à 790 nm
Les lasers à fibre couplée à 790 nm servent non seulement de sources de pompage pour les lasers à fibre, mais sont également applicables aux lasers à solide. Ils sont principalement utilisés comme sources de pompage pour les lasers fonctionnant à une longueur d'onde proche de 1920 nm, principalement dans les contre-mesures photoélectriques.
Applicationsdes lasers à couplage de fibres comme sources de pompage pour les lasers à solide
Pour les lasers à solide émettant entre 355 nm et 532 nm, les lasers à fibre optique de longueurs d'onde de 808 nm, 880 nm, 878,6 nm et 888 nm sont privilégiés. Ils sont largement utilisés en recherche scientifique et pour le développement de lasers à solide dans les spectres violet, bleu et vert.
Applications directes des lasers à semi-conducteurs
Les applications directes des lasers à semi-conducteurs englobent la sortie directe, le couplage de lentilles, l'intégration de circuits imprimés et l'intégration de systèmes. Les lasers à couplage de fibre, dont les longueurs d'onde sont de 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 solide.
Pour une compréhension détaillée des exigences des sources de pompage des lasers à fibre et à solide, il est essentiel d'approfondir le fonctionnement de ces lasers et le rôle des sources de pompage dans leur fonctionnalité. Nous développerons ici la présentation initiale pour aborder les subtilités des mécanismes de pompage, les types de sources de pompage utilisés et leur impact sur les performances du laser. Le choix et la configuration des sources de pompage ont un impact direct sur l'efficacité, la puissance de sortie et la qualité du faisceau du laser. Un couplage efficace, une adaptation des longueurs 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 économiques pour un large éventail d'applications.
- Exigences relatives à la source de pompage 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 compacité et de leur capacité à produire une longueur d'onde lumineuse 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), dopant courant 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 de fibre à double gaine :Pour accroître l'efficacité d'absorption lumineuse des diodes laser de pompage, les lasers à fibre utilisent souvent une conception à double gaine. Le cœur interne est dopé avec le milieu laser actif (par exemple, Yb), tandis que la gaine externe, plus large, guide la lumière de pompage. Le cœur absorbe la lumière de pompage et produit l'action laser, tandis que la gaine permet à une quantité plus importante de lumière de pompage d'interagir avec le cœur, améliorant ainsi l'efficacité.
Efficacité de l'adaptation de la longueur d'onde et du couplageUn pompage efficace nécessite non seulement de sélectionner des diodes laser de longueur d'onde appropriée, mais aussi d'optimiser l'efficacité du 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 pour garantir l'injection d'un maximum de lumière de pompage dans le cœur ou la gaine de la fibre.
-Lasers à semi-conducteursExigences relatives à la source de la pompe
Pompage optique:Outre les diodes laser, les lasers à solide (y compris les lasers à volume comme le Nd:YAG) peuvent être pompés optiquement à l'aide de lampes flash ou de 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, ce qui la rend adaptée aux applications nécessitant une puissance crête élevée.
Configuration de la source de la pompe :La configuration de la source de pompage 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 pompage est dirigée le long de l'axe optique du milieu laser, offre un meilleur chevauchement entre la lumière de pompage et le mode laser, ce qui se traduit par une meilleure efficacité. Le pompage latéral, bien que potentiellement moins efficace, est plus simple et peut fournir une énergie globale plus élevée pour les tiges ou les plaques de grand diamètre.
Gestion thermique :Les lasers à fibre et à solide 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 thermique. Dans les lasers à solide, des systèmes de refroidissement (tels que le refroidissement par eau) sont nécessaires pour maintenir un fonctionnement stable et éviter les effets de lentille thermique ou l'endommagement du milieu laser.
Date de publication : 28 février 2024