V moderní laserové technologii se diodové čerpací moduly staly ideálním zdrojem energie pro pevnolátkové a vláknové lasery díky své vysoké účinnosti, spolehlivosti a kompaktnímu provedení. Jedním z kritických faktorů ovlivňujících jejich výstupní výkon a stabilitu systému je však rovnoměrnost rozložení zesílení v rámci čerpacího modulu.
1. Co je to rovnoměrnost rozložení zisku?
V diodových čerpacích modulech je několik laserových diod uspořádáno do pole a jejich čerpací světlo je dodáváno do zesilovacího média (například vlákna dopovaného Yb nebo krystalu Nd:YAG) prostřednictvím optického systému. Pokud je rozložení výkonu čerpacího světla nerovnoměrné, vede to k asymetrickému zesílení v médiu, což má za následek:
①Zhoršená kvalita laserového paprsku
2Snížená celková účinnost přeměny energie
3Zvýšené tepelné namáhání a zkrácená životnost systému
4Vyšší riziko optického poškození během provozu
Dosažení prostorové rovnoměrnosti v rozložení světla čerpadla je proto klíčovým technickým cílem při návrhu a výrobě modulů čerpadla.
2. Běžné příčiny nerovnoměrného rozložení zesílení
①Variace ve výkonu emise čipu
Laserové diodové čipy ze své podstaty vykazují kolísání výkonu. Bez řádného třídění nebo kompenzace mohou tyto rozdíly vést k nekonzistentní intenzitě buzení v cílové oblasti.
2Chyby v kolimačních a zaostřovacích systémech
Nesprávné zarovnání nebo vady optických komponent (např. čočky FAC/SAC, pole mikročoček, vláknové spojky) mohou způsobit odchylku částí paprsku od zamýšleného cíle a vytvořit tak aktivní oblasti nebo mrtvé zóny.
3Účinky teplotního gradientu
Polovodičové lasery jsou vysoce citlivé na teplotu. Špatná konstrukce chladiče nebo nerovnoměrné chlazení může způsobit posun vlnové délky mezi různými čipy, což ovlivňuje účinnost vazby a konzistenci výstupu.
4Nedostatečný návrh optického výstupu
U vícejádrových vláknových nebo výstupních struktur kombinujících paprsky může nesprávné uspořádání jádra také vést k nerovnoměrnému rozložení světla čerpacího zdroje v zesilovacím médiu.
3. Techniky pro zlepšení uniformity zisku
①Třídění čipů a porovnávání výkonu
Přesné stínění a seskupení čipů laserových diod zajišťuje konzistentní výstupní výkon v každém modulu, minimalizuje lokální přehřívání a přetížení.
2Optimalizovaný optický design
Pro zlepšení překrytí paprsků a přesnosti zaostřování použijte nezobrazovací optiku nebo homogenizační čočky (např. pole mikročoček), čímž se zploští profil světla pumpy.
3Vylepšené tepelné řízení
Používejte materiály s vysokou tepelnou vodivostí (např. CuW, CVD diamant) a strategie rovnoměrné regulace teploty pro snížení kolísání teploty mezi čipy a udržení stabilního výkonu.
4Homogenizace intenzity světla
Pro dosažení rovnoměrnějšího prostorového rozložení světla v zesilovacím médiu začleňte podél dráhy světla čerpacího zdroje difuzory nebo prvky tvarující paprsek.
4. Praktická hodnota v reálných aplikacích
V high-end laserových systémech—jako je přesné průmyslové zpracování, označování vojenských laserů, lékařská péče a vědecký výzkum—Stabilita a kvalita laserového paprsku jsou prvořadé. Nerovnoměrné rozložení zesílení přímo ovlivňuje spolehlivost a přesnost systému, zejména v následujících scénářích:
①Vysokoenergetické pulzní lasery: Zabraňují lokální saturaci nebo nelineárním efektům
2Zesilovače vláknového laseru: Potlačují hromadění ASE (zesílené spontánní emise)
3Systémy LIDAR a dálkoměry: Zlepšují přesnost a opakovatelnost měření
4Lékařské lasery: Zajišťují přesnou regulaci energie během ošetření
5. Závěr
Rovnoměrnost rozložení zisku nemusí být nejviditelnějším parametrem čerpacího modulu, ale je nezbytná pro spolehlivé napájení vysoce výkonných laserových systémů. Vzhledem k tomu, že požadavky na kvalitu a stabilitu laseru neustále rostou, musí výrobci čerpacích modulů řešit...„kontrola uniformity„jako klíčový proces—neustále zdokonalujeme výběr čipů, konstrukční návrh a tepelné strategie s cílem dodávat spolehlivější a konzistentnější laserové zdroje pro následné aplikace.
Zajímá vás, jak optimalizujeme rovnoměrnost zesílení v našich čerpacích modulech? Kontaktujte nás ještě dnes a dozvíte se více o našich řešeních a technické podpoře.
Čas zveřejnění: 20. srpna 2025