Modern lazer teknolojisinde, diyot pompalama modülleri, yüksek verimlilikleri, güvenilirlikleri ve kompakt tasarımları sayesinde katı hal ve fiber lazerler için ideal pompa kaynağı haline gelmiştir. Ancak, çıkış performanslarını ve sistem kararlılığını etkileyen kritik faktörlerden biri, pompa modülü içindeki kazanç dağılımının düzgünlüğüdür.
1. Kazanç Dağılım Tekdüzeliği Nedir?
Diyot pompalama modüllerinde, birden fazla lazer diyot çubuğu bir dizi halinde düzenlenir ve pompa ışıkları, optik bir sistem aracılığıyla kazanç ortamına (Yb katkılı fiber veya Nd:YAG kristali gibi) iletilir. Pompa ışığının güç dağılımı eşit değilse, ortamda asimetrik bir kazanç oluşur ve bu da şu sonuçlara yol açar:
①Lazer çıktısının bozulmuş ışın kalitesi
②Genel enerji dönüşüm verimliliğinde azalma
③Artan termal stres ve azalan sistem ömrü
④Çalışma sırasında optik hasar riski daha yüksektir
Bu nedenle, pompa ışık dağılımında mekansal tekdüzeliğin sağlanması, pompa modülü tasarımı ve üretiminde önemli bir teknik hedeftir.
2. Düzensiz Kazanç Dağılımının Yaygın Nedenleri
①Çip Emisyon Gücündeki Değişiklikler
Lazer diyot çipleri, doğası gereği güç değişimleri gösterir. Uygun sıralama veya telafi yapılmadığında, bu farklılıklar hedef alan genelinde tutarsız pompa yoğunluğuna yol açabilir.
②Kolimasyon ve Odaklama Sistemlerindeki Hatalar
Optik bileşenlerdeki (örneğin FAC/SAC lensler, mikrolens dizileri, fiber kuplörler) hizalama hataları veya kusurlar, ışının bazı bölümlerinin hedeflenen noktadan sapmasına ve sıcak noktalar veya ölü bölgeler oluşmasına neden olabilir.
③Termal Gradyan Etkileri
Yarı iletken lazerler sıcaklığa karşı oldukça hassastır. Kötü soğutucu tasarımı veya eşit olmayan soğutma, farklı yongalar arasında dalga boyu kaymasına neden olarak kuplaj verimliliğini ve çıktı tutarlılığını etkileyebilir.
④Yetersiz Fiber Çıkış Tasarımı
Çok çekirdekli fiber veya ışın birleştiren çıkış yapılarında, uygunsuz çekirdek yerleşimi, kazanç ortamında pompa ışığının düzgün dağılmamasına da neden olabilir.
3. Kazanç Tekdüzeliğini İyileştirme Teknikleri
①Çip Sıralama ve Güç Eşleştirme
Her modülde tutarlı çıkış gücü sağlamak, yerel aşırı ısınmayı ve kazanç noktalarını en aza indirmek için lazer diyot çiplerini hassas bir şekilde tarayın ve gruplandırın.
②Optimize Edilmiş Optik Tasarım
Işın örtüşmesini ve odaklama doğruluğunu iyileştirmek için görüntüleme dışı optikler veya homojenleştirici mercekler (örneğin, mikrolens dizileri) kullanın, böylece pompa ışık profili düzleştirilir.
③Gelişmiş Termal Yönetim
Çipten çipe sıcaklık dalgalanmalarını azaltmak ve kararlı çıktıyı korumak için yüksek ısıl iletkenliğe sahip malzemeler (örneğin, CuW, CVD elmas) ve düzgün sıcaklık kontrol stratejileri kullanın.
④Işık Yoğunluğunda Homojenizasyon
Kazanç ortamında ışığın daha eşit bir mekansal dağılımını elde etmek için pompa ışık yolu boyunca difüzörler veya ışın şekillendirici elemanlar ekleyin.
4. Gerçek Dünya Uygulamalarında Pratik Değer
Üst düzey lazer sistemlerinde—hassas endüstriyel işleme, askeri lazer atama, tıbbi tedavi ve bilimsel araştırma gibi—Lazer çıktısının kararlılığı ve ışın kalitesi son derece önemlidir. Düzensiz kazanç dağılımı, özellikle aşağıdaki durumlarda sistem güvenilirliğini ve doğruluğunu doğrudan etkiler:
①Yüksek enerjili darbeli lazerler: Yerel doygunluk veya doğrusal olmayan etkilerden kaçınır
②Fiber lazer amplifikatörleri: ASE (Güçlendirilmiş Kendiliğinden Emisyon) oluşumunu bastırır
③LIDAR ve mesafe ölçme sistemleri: Ölçüm doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırır
④Tıbbi lazerler: Tedaviler sırasında hassas enerji kontrolü sağlar
5. Sonuç
Kazanç dağılımının düzgünlüğü, bir pompa modülünün en belirgin parametresi olmayabilir, ancak yüksek performanslı lazer sistemlerine güvenilir bir şekilde güç sağlamak için olmazsa olmazdır. Lazer kalitesi ve kararlılığına yönelik talepler artmaya devam ettikçe, pompa modülü üreticileri de bu konuya dikkat etmelidir."tekdüzelik kontrolü”temel bir süreç olarak—Daha güvenilir ve tutarlı lazer kaynaklarını alt akış uygulamalarına sunmak için çip seçimini, yapısal tasarımı ve termal stratejileri sürekli olarak iyileştiriyoruz.
Pompa modüllerimizde kazanç homojenliğini nasıl optimize ettiğimizi merak ediyor musunuz? Çözümlerimiz ve teknik desteğimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için bugün bizimle iletişime geçin.
Gönderi zamanı: 20 Ağustos 2025