Лазерная накачка: типы и применение

Лазеры накачкиявляются «ядром энергоснабжения» лазерных систем. Они вводят световую энергию определенной длины волны в усиливающую среду (например, волокна, легированные эрбием, твердотельные кристаллы), чтобы возбудить среду для производства стимулированного излучения и, наконец, сформировать стабильный выходной сигнал лазера. Их производительность напрямую определяет мощность, эффективность и стабильность лазерных систем.

1. Полупроводниковые лазеры накачки.

Основные длины волн составляют 980 нм (предназначены для волоконных усилителей EDFA, легированных эрбием), 1480 нм (адаптированы для мощных EDFA). Небольшой размер, высокая эффективность электрооптического преобразования и широкий охват длин волн. Они поддерживают работу в непрерывном (CW) или импульсном режиме, подходящем для большинства лазерных систем малого и среднего размера.

Сценарии применения:

Область оптической связи (EDFA, рамановский усилитель накачки), промышленная лазерная маркировка (маркировка поверхности металла/пластика), медицинское оборудование (лазерное лечение зубов, косметический лазер), портативные лазерные дальномеры.

2. Твердотельные лазеры накачки.

Использование твердотельных кристаллов (таких как Nd:YAG, Yb:YAG) в качестве усиливающей среды с высокой выходной мощностью, отличным качеством луча и сильной защитой от помех. Его необходимо согласовать с полупроводниковым лазером в качестве вторичного источника накачки и вводить энергию в твердый кристалл посредством оптической связи, подходящей для мощного непрерывного или импульсного лазерного излучения.

Сценарии применения:

Промышленная лазерная резка (резка толстых металлических листов), лазерная сварка (сварка автомобильных деталей), лазерное удаление ржавчины (удаление ржавчины с поверхности корабля/мостика), область научных исследований (эксперимент по лазерному термоядерному синтезу).

3. Лазеры с волоконной накачкой

Используя легированные волокна (такие как волокна, легированные иттербием, волокна, легированные эрбием) в качестве усиливающей среды, в сочетании с технологией соединения волокон, выходной луч может передаваться через волокна с высокой гибкостью. Они подходят для сценариев, требующих передачи энергии на большие расстояния или по сложному пути.

Сценарии применения:

Передача оптической связи на большие расстояния (накачка рамановского усилителя), прецизионная лазерная гравировка (гравировка печатных плат), медицинская малоинвазивная хирургия (волоконный лазерный скальпель), 3D-печать металлом (печать мелких деталей).

4. Газонасосные лазеры

Использование газа (например, CO₂, He-Ne) в качестве усиливающей среды, возбуждение энергии посредством газового разряда, с широким диапазоном выходных длин волн. Диапазон мощности большой, но размер большой, а эффективность низкая, что подходит для сценариев с особыми требованиями к длине волны.

Сценарии применения:

Промышленная лазерная резка (неметаллические материалы, такие как акрил, дерево), лазерная маркировка (маркировка поверхности стекла), область научных исследований (спектральный анализ, лазерная интерферометрия), медицина (дерматологическое лечение CO₂-лазером).

Коробочная оптроникапоставляет полупроводниковые лазеры накачки (638–1064 нм) и волоконные лазеры накачки (980 нм, 1450 нм, 1480 нм и т. д.)