Dioda čerpala CW: Flexibilní a efektivní možnost zdroje světla!

Krystaly a brýle dotované ND, jako je ND: YAG (neodymium: hliníkový granát yttrium), se již dlouho používají jako materiály laserového zisku. Opticky čerpané mohou produkovat výstupní vlnové délky téměř 1 um, zatímco životnost excitovaného stavu neodymia podporuje jak kontinuální vlnu, tak pulzní (Q přepínaný) operaci.

V tradičních laserech je výstup intenzivních bleskových lamp a obloukových lamp zaostřen do válcové laserové krystalové tyče za vzniku modulu zisku. Tento modul je poté umístěn do laserové dutiny, která je obvykle několik palců dlouhá a ohraničena vysokými reflektory a částečnými reflektory nebo výstupními spojkami.

Tento přístup však čelí několika výzvám. Za prvé, světlo čerpadla není efektivní, což je hlavně způsobeno neefektivností lampy při přeměně elektrické energie na světlo čerpadla, přičemž generuje hodně zbytečného tepla. Kritičtěji tyto lampy vydávají širokopásmové záření ve viditelných a infračervených rozsazích, což vede k tomu, že většina světla není plně absorbována krystaly laserového zisku, což zase zhoršuje generování tepla čerpacího modulu. Toto teplo musí být rozptýleno systémem chlazení vody pro laserovou hlavu a je nutné více kilowattové napájení.

Pro mnoho průmyslových aplikací mají kontinuální lampy ARC omezenou životnost a je třeba je vyměnit každých 200 až 600 hodin. Během náhrady musí být optika dutin často vyladěna, aby se udržel dobrý laserový výstupní vzor. Tato častá rutinní údržba nejen zvyšuje náklady, ale může také ovlivnit stabilitu laserového systému. Kromě toho se optické zarovnání může v průběhu času unášet, což vyžaduje pravidelnou rekalibraci, a to i bez zvážení výměny samotné lampy.

Naproti tomuDioda čerpala CWvýznamně eliminuje tato omezení a nevýhody. Neodymium dotované laserové krystaly mají vysokou absorpci při vlnových délkách 808 a 880 nm, které odpovídají emisním vlnovým délkám polovodičových laserových diod Ingaas. Laserová dioda může efektivně přeměnit elektrickou energii na laserové světlo, které je účinně absorbováno neodymium dotovaným krystalem, což dosahuje účinnosti nástěnné nástěnné nástěnné, která je několikrát vyšší než u tradičních lamtů laserů.

Kromě vysoké elektrické účinnostiDioda čerpala CWpřináší také další významné výhody. Vzhledem k nízkému výstupnímu výkonu tyto lasery generují relativně malé teplo, což snižuje požadavky na chlazení. Kromě toho jsou napájeny napájecími zdroji s nízkým napětím, kompatibilní s jednofázovými (110/220V) liniemi nebo nízkými napěťovými nástroji v některých nástrojích laserových strojů.

Kromě toho lze v důsledku kompaktní velikosti polovodičových diod výrazně snížit celkovou velikost laserové hlavy. U OEM a průmyslových uživatelů dlouhá životnost diodů dále snižuje prostoje údržby. Ve skutečnosti, s neustálým zlepšováním spolehlivosti diody v laserech pevných látek s pevným státem, dosáhly těchto laserů mnoho let bezproblémového provozu.

Pokud jde o zavedení laserových krystalů, existuje několik základních přístupů k diodové čerpané CW, včetně konce čerpacího a postranního čerpání. Konec čerpané lasery poskytují vysoký výkon a stabilitu vysoce kvalitních výstupních paprsků v rozsahu výkonu až po desítky wattů, zatímco boční čerpané lasery se zaměřují na poskytování až několika kilowattů surové energie, i když jejich kvalita paprsku je ohrožena.

Od zavedeníDioda čerpala CW, četné geometrie laserových krystalů bylo studováno s různým stupněm komerčního úspěchu. Mezi nimi jsou nejdůležitější válcové tyče, desky a krystaly tenkého disku. V závislosti na požadavcích na výkon a režim lze deskové a tyčové laserové krystaly navrhnout jako koncové pumpu nebo boční pumpující, zatímco krystaly na disku mohou být pouze koncové pumpu. Obecně dominují rodové krystaly s nízkým/středním výkonem a vysokou kvalitou kvality režimu, zatímco krystaly desky a disku se často používají ve vysoce výkonných laserech.