En la tecnologia làser moderna, els mòduls de bombament de díodes s'han convertit en la font de bombament ideal per a làsers d'estat sòlid i de fibra a causa de la seva alta eficiència, fiabilitat i disseny compacte. Tanmateix, un dels factors crítics que afecten el seu rendiment de sortida i l'estabilitat del sistema és la uniformitat de la distribució del guany dins del mòdul de bombament.
1. Què és la uniformitat de la distribució de guanys?
En els mòduls de bombament de díodes, diverses barres de díodes làser es disposen en una matriu i la seva llum de bombament es lliura al medi de guany (com ara fibra dopada amb Yb o cristall Nd:YAG) a través d'un sistema òptic. Si la distribució de potència de la llum de bombament és desigual, això provoca un guany asimètric al medi, la qual cosa resulta en:
1.Qualitat degradada del feix de sortida del làser
2.Eficiència global de conversió d'energia reduïda
3Augment de l'estrès tèrmic i reducció de la vida útil del sistema
④Major risc de danys òptics durant el funcionament
Per tant, aconseguir la uniformitat espacial en la distribució de la llum de la bomba és un objectiu tècnic crucial en el disseny i la fabricació de mòduls de bomba.
2. Causes comunes de la distribució de guany no uniforme
1.Variacions en la potència d'emissió del xip
Els xips de díode làser presenten inherentment variacions de potència. Sense una classificació o compensació adequada, aquestes diferències poden provocar una intensitat de bombament inconsistent a tota l'àrea objectiu.
2.Errors en els sistemes de col·limació i enfocament
Els desalineaments o defectes en els components òptics (per exemple, lents FAC/SAC, matrius de microlents, acobladors de fibra) poden fer que parts del feix es desviïn de l'objectiu previst, creant punts calents o zones mortes.
3Efectes de gradient tèrmic
Els làsers semiconductors són molt sensibles a la temperatura. Un mal disseny del dissipador de calor o un refredament desigual poden causar una deriva de longitud d'ona entre diferents xips, cosa que afecta l'eficiència de l'acoblament i la consistència de la sortida.
④Disseny de sortida de fibra inadequat
En estructures de sortida de fibra multinucli o combinació de feix, una disposició incorrecta del nucli també pot provocar una distribució no uniforme de la llum de bombament en el medi de guany.
3. Tècniques per millorar la uniformitat del guany
1.Classificació de xips i coincidència de potència
Agrupar i filtrar amb precisió els xips de díodes làser per garantir una potència de sortida constant dins de cada mòdul, minimitzant el sobreescalfament localitzat i els punts calents de guany.
2.Disseny òptic optimitzat
Emprar òptiques que no generen imatges o lents homogeneïtzadores (per exemple, matrius de microlents) per millorar la superposició del feix i la precisió de l'enfocament, aplanant així el perfil de la llum de la bomba.
3Gestió tèrmica millorada
Utilitzeu materials d'alta conductivitat tèrmica (per exemple, CuW, diamant CVD) i estratègies uniformes de control de temperatura per reduir les fluctuacions de temperatura entre xips i mantenir una producció estable.
④Homogeneïtzació de la intensitat de la llum
Incorporeu difusors o elements que modelen el feix al llarg de la trajectòria de la llum de la bomba per aconseguir una distribució espacial més uniforme de la llum dins del medi de guany.
4. Valor pràctic en aplicacions del món real
En sistemes làser d'alta gamma—com ara el processament industrial de precisió, la designació de làsers militars, el tractament mèdic i la recerca científica—L'estabilitat i la qualitat del feix de la sortida del làser són primordials. La distribució de guany no uniforme afecta directament la fiabilitat i la precisió del sistema, especialment en els següents escenaris:
1.Làsers pulsats d'alta energia: evita la saturació local o els efectes no lineals
2.Amplificadors làser de fibra: Suprimeix l'acumulació d'ASE (emissió espontània amplificada)
3Sistemes LIDAR i de telemetria: Millora la precisió i la repetibilitat de les mesures
④Làsers mèdics: garanteixen un control precís de l'energia durant els tractaments
5. Conclusió
La uniformitat de la distribució del guany potser no és el paràmetre més visible d'un mòdul de bombament, però és essencial per alimentar de manera fiable sistemes làser d'alt rendiment. A mesura que les demandes de qualitat i estabilitat del làser continuen augmentant, els fabricants de mòduls de bombament han de tractar"control d'uniformitat"com a procés central—refinant constantment la selecció de xips, el disseny estructural i les estratègies tèrmiques per oferir fonts làser més fiables i consistents a les aplicacions posteriors.
Us interessa saber com optimitzem la uniformitat del guany en els nostres mòduls de bombament? Poseu-vos en contacte amb nosaltres avui mateix per obtenir més informació sobre les nostres solucions i assistència tècnica.
Data de publicació: 20 d'agost de 2025