اشترك في وسائل التواصل الاجتماعي الخاصة بنا للحصول على منشور سريع
تعريف الصمام الثنائي ليزر الألياف ، ومبدأ العمل ، وطول الموجة النموذجي
يعد الصمام الثنائي الليزري المقترن بالألياف جهاز أشباه الموصلات يولد ضوءًا متماسكًا ، والذي يركز بعد ذلك وتوافقه بدقة ليتم اقترانه في كابل الألياف البصرية. يتضمن المبدأ الأساسي استخدام التيار الكهربائي لتحفيز الصمام الثنائي ، وإنشاء فوتونات من خلال الانبعاثات المحفزة. يتم تضخيم هذه الفوتونات داخل الصمام الثنائي ، مما ينتج عنه شعاع ليزر. من خلال التركيز الدقيق والمحاذاة ، يتم توجيه شعاع الليزر هذا إلى قلب كابل الألياف البصرية ، حيث ينتقل بأقل خسارة عن طريق الانعكاس الداخلي الكلي.
نطاق الطول الموجي
يمكن أن يختلف الطول الموجي النموذجي لوحدة الصمام الثنائي ليزر الألياف على نطاق واسع اعتمادًا على تطبيقها المقصود. بشكل عام ، يمكن أن تغطي هذه الأجهزة مجموعة واسعة من الأطوال الموجية ، بما في ذلك:
طيف الضوء المرئي:تتراوح من حوالي 400 نانومتر (البنفسجي) إلى 700 نانومتر (أحمر). غالبًا ما تستخدم هذه في التطبيقات التي تتطلب إضاءة مرئية للإضاءة أو العرض أو الاستشعار.
بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (NIR):تتراوح من حوالي 700 نانومتر إلى 2500 نانومتر. تستخدم الأطوال الموجية NIR بشكل شائع في الاتصالات السلكية واللاسلكية والتطبيقات الطبية والعمليات الصناعية المختلفة.
منتصف الأشعة تحت الحمراء (مير): تمتد إلى ما بعد 2500 نانومتر ، على الرغم من أقل شيوعًا في وحدات الصمام الثنائي للليزر المقترنة بالألياف بسبب التطبيقات المتخصصة ومواد الألياف المطلوبة.
تقدم Lumispot Tech وحدة الصمام الثنائي ليزر الألياف مع الأطوال الموجية النموذجية 525nm ، 790nm ، 792nm ، 808nm ، 878.6nm ، 888nm ، 915m ، و 976nm لمقابلة العملاء المختلفين'احتياجات التطبيق.
نموذجي أpplications من أشعة الليزر المقترنة بالألياف في أطوال موجية مختلفة
يستكشف هذا الدليل الدور المحوري لثنائيات الليزر المقترنة بالألياف (LDS) في تقدم تقنيات مصدر المضخة وطرق الضخ البصري عبر أنظمة الليزر المختلفة. من خلال التركيز على أطوال موجية محددة وتطبيقاتها ، فإننا نسلط الضوء على كيفية إحداث ثورة في ثنائيات الليزر في أداء وفائدة ليزر الألياف والدولة الصلبة.
استخدام أشعة الليزر المقترنة بالألياف كمصادر للمضخات لأشعة الليزر الألياف
915nm و 976nm الألياف المقترنة LD كمصدر للمضخة لليزر الألياف 1064nm ~ 1080nm.
بالنسبة لليزر الألياف العاملة في نطاق 1064nm إلى 1080nm ، يمكن أن تكون المنتجات التي تستخدم الأطوال الموجية 915nm و 976nm بمثابة مصادر مضخة فعالة. يتم استخدامها في المقام الأول في الطلبات مثل قطع الليزر واللحام ، والكسوة ، ومعالجة الليزر ، والعلامة ، وأسلحة الليزر عالية الطاقة. تتضمن العملية ، المعروفة باسم الضخ المباشر ، الألياف التي تمتص ضوء المضخة وتنبعثها بشكل مباشر كإخراج ليزر بأطوال موجية مثل 1064nm و 1070nm و 1080nm. تستخدم تقنية الضخ هذه على نطاق واسع في كل من أشعة الليزر والليزر الصناعي التقليدي.
ديود ليزر مقترن بالألياف مع 940 نانومتر كمصدر للمضخة من ليزر الألياف 1550nm
في عالم الليزر الألياف 1550nm ، يتم استخدام الليزر المقترن بالألياف ذات الطول الموجي 940nm بشكل شائع كمصادر للمضخة. هذا التطبيق ذي قيمة خاصة في مجال الليزر Lidar.
انقر لمزيد من المعلومات حول ليزر الألياف النبضي 1550nm (مصدر ليزر Lidar) من Lumispot Tech.
تطبيقات خاصة للألياف الصمام الثنائي بالليزر مع 790 نانومتر
لا تعمل أشعة الليزر المقترنة بالألياف عند 790 نانومتر فقط كمصادر للمضخات لألياف الليزر الألياف ولكنها قابلة للتطبيق أيضًا في الليزر في الحالة الصلبة. يتم استخدامها بشكل أساسي كمصادر للمضخات لأشعة الليزر التي تعمل بالقرب من الطول الموجي 1920nm ، مع تطبيقات أولية في التدابير المضادة الكهروضوئية.
التطبيقاتمن أشعة الليزر المقترنة بالألياف كمصادر للمضخة ليزر الحالة الصلبة
بالنسبة لليزر الحالة الصلبة التي تنبعث منها ما بين 355 نانومتر و 532 نانومتر ، فإن الليزر المقترن بالألياف مع أطوال موجية من 808nm و 880nm و 878.6nm و 888nm هي الخيارات المفضلة. وتستخدم على نطاق واسع في البحث العلمي وتطوير ليزر الحالة الصلبة في الطيف البنفسجي والأزرق والأخضر.
التطبيقات المباشرة لليزر أشباه الموصلات
تشمل تطبيقات ليزر أشباه أشباه الموصلات المباشرة الإخراج المباشر ، اقتران العدسات ، تكامل لوحة الدوائر ، وتكامل النظام. يتم استخدام أشعة الليزر المقترنة بالألياف ذات الأطوال الموجية مثل 450 نانومتر و 525 نانومتر و 650 نيوتن متر و 790 نانومتر و 808 نانومتر و 915 نانومتر في مختلف التطبيقات بما في ذلك الإضاءة ، وفحص السكك الحديدية ، ورؤية الآلات ، وأنظمة الأمان.
متطلبات مصدر مضخة ليزر الألياف وليزر الحالة الصلبة.
من أجل فهم مفصل لمتطلبات مصدر المضخة لليزر الألياف وليزر الحالة الصلبة ، من الضروري الخوض في تفاصيل كيفية عمل هذه الليزر ودور مصادر المضخة في وظائفها. هنا ، سنوسع في نظرة عامة أولية لتغطية تعقيدات آليات الضخ ، وأنواع مصادر المضخة المستخدمة ، وتأثيرها على أداء الليزر. يؤثر اختيار مصادر المضخة وتكوينها بشكل مباشر على كفاءة الليزر ، وطاقة الخرج ، وجودة الحزمة. يعد الاقتران الفعال ، ومطابقة الطول الموجي ، والإدارة الحرارية أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء وتوسيع عمر الليزر. يستمر التقدم في تقنية الصمام الثنائي بالليزر في تحسين أداء وموثوقية كل من ليزر الألياف والدولة الصلبة ، مما يجعلها أكثر تنوعًا وفعالية من حيث التكلفة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
- متطلبات مصدر مضخة الليزر الليزر
الثنائيات الليزركمصادر للمضخة:تستخدم الليزر الألياف في الغالب ثنائيات الليزر كمصدر للمضخة بسبب كفاءتها وحجمها المدمج والقدرة على إنتاج طول موجي محدد من الضوء يطابق طيف الامتصاص للألياف المخدرة. إن اختيار طول موجة الصمام الثنائي بالليزر أمر بالغ الأهمية ؛ على سبيل المثال ، يكون Dopant الشائع في ليزر الألياف هو Ytterbium (YB) ، والذي يحتوي على ذروة امتصاص مثالية حوالي 976 نانومتر. لذلك ، تفضل ثنائيات الليزر التي تنبعث منها أو بالقرب من هذا الطول الموجي لضخ الليزر الألياف المزخرفة YB.
تصميم الألياف المزدوجة:لزيادة كفاءة امتصاص الضوء من ثنائيات الليزر المضخة ، غالبًا ما تستخدم ليزر الألياف تصميم الألياف المزدوجة. يتم مخدر النواة الداخلية مع وسيط الليزر النشط (على سبيل المثال ، YB) ، في حين أن طبقة الكسوة الخارجية ، توجه مصباح المضخة. يمتص النواة ضوء المضخة وينتج حركة الليزر ، في حين أن الكسوة تتيح كمية أكثر أهمية من ضوء المضخة للتفاعل مع النواة ، مما يعزز الكفاءة.
مطابقة الطول الموجي والاقتران: لا يتطلب الضخ الفعال اختيار الثنائيات بالليزر مع الطول الموجي المناسب ولكن أيضًا تحسين كفاءة الاقتران بين الثنائيات والألياف. يتضمن ذلك محاذاة دقيقة واستخدام المكونات البصرية مثل العدسات والقران لضمان حقن أقصى ضوء للمضخة في قلب الألياف أو الكسوة.
-ليزر الحالة الصلبةمتطلبات مصدر المضخة
الضخ البصري:إلى جانب ثنائيات الليزر ، يمكن ضخ ليزر الحالة الصلبة (بما في ذلك الليزر السائبة مثل ND: YAG) بصريًا بمصابيح فلاش أو مصابيح قوس. تنبعث هذه المصابيح مجموعة واسعة من الضوء ، ويتطابق جزء منها مع نطاقات الامتصاص في وسط الليزر. على الرغم من أنها أقل كفاءة من ضخ الصمام الثنائي بالليزر ، إلا أن هذه الطريقة يمكن أن توفر طاقات نبض عالية جدًا ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب طاقة عالية الذروة.
تكوين مصدر المضخة:يمكن أن يؤثر تكوين مصدر المضخة في ليزر الحالة الصلبة بشكل كبير على أدائها. تعتبر الضباط النهائي والضخ الجانبي تكوينات شائعة. يوفر الضخم النهائي ، حيث يتم توجيه ضوء المضخة على طول المحور البصري لوسيط الليزر ، تداخلًا أفضل بين ضوء المضخة ووضع الليزر ، مما يؤدي إلى كفاءة أعلى. الضبابي الجانبي ، على الرغم من أنه أقل كفاءة ، هو أبسط ويمكن أن يوفر طاقة عامة أعلى لقضبان القطر الكبيرة أو الألواح.
الإدارة الحرارية:تحتاج كل من الليزر الألياف والدولة الصلبة إلى إدارة حرارية فعالة للتعامل مع الحرارة الناتجة عن مصادر المضخة. في الليزر الألياف ، تساعد مساحة السطح الممتدة للألياف في تبديد الحرارة. في الليزر في الحالة الصلبة ، تعد أنظمة التبريد (مثل تبريد المياه) ضرورية للحفاظ على تشغيل مستقر ومنع العدسة الحرارية أو تلف وسط الليزر.
وقت النشر: فبراير -28-2024