Σύγχρονη ενιαία ς γραμμής diode λέιζερ αντλείται υψηλής ισχύος φωτός που εκπέμπουν δίοδο ή δίοδος, Multimode Ενιαία Ράβδος, συνήθως μέσω της επένδυσης ενιαίο πυρήνα γύρω από έναν πυρήνα. Αυτό είναι συνήθως ένα 5 έως 12 single-mode διάμετρο πυρήνα μM. Η διπλή-ντυμένη ίνα είναι doped με τα ιόντα σπάνιας γης όπως το neodymium, erbium, ytterbium και thulium από τον εσωτερικό πυρήνα ενιαίος-τρόπου. Η επένδυση είναι κατασκευασμένη από ντοπαρισμένο γυαλί με χαμηλό δείκτη διάθλασης. Το φως της αντλίας εγχέεται στην επένδυση και κατά μήκος της δομής, περνώντας μέσα από τον ενεργό πυρήνα και παράγοντας τον αριθμό των σωματιδίων αναστροφή.
Το μήκος κύματος εκπομπής επιλέγεται στην ίνα και οποιοδήποτε τύπο λειτουργίας αντανάκλασης (ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι bragg σχάρες).
Το λέιζερ αποτελείται από ένα πηνίο από διπλής επιστρωμένης ίνα, δύο καθρέφτες και μια πηγή αντλίας. Η πηγή αντλιών μπορεί να είναι μια ενιαία δίοδος εκπομπής φωτός, μια ράβδος διόδων ή ένα αντλιοστέο λέιζερ διόδων ενιαίος φραγμός
Η διαμόρφωση περιλαμβάνει μονοενλευμένα συνεχή λέιζερ διόδων ενιαίας ράβδου που μπορούν να ρυθμιστούν γρήγορα σε πάνω από 100 kHz Μετατόπιση συχνότητας Raman; Q; πολλαπλασιαστής και τριπλός· και οιονεί συνεχές κύμα (QCW). Η έξοδος περιλαμβάνει UV, ορατή και κοντά υπέρυθρη φασματοσκοπία.
Τα λέιζερ διόδων ενιαίας ράβδου Q-switched αποτελούνται χαρακτηριστικά από τη χαμηλή δύναμη, με έναν ακέραιο διαμορφωτή pigtail μέσω μιας σειράς ενισχυτών ινών για τους παλμικούς σπόρους λέιζερ νανοδευτερολέπτων. Οι ενισχυτές ινών, όπως τα λέιζερ διόδων ενιαίος φραγμών, κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας την ίδια τεχνική Ωστόσο, το λέιζερ δεν περιέχει τελικά προκαλούμενη επίδραση λέιζερ. Αυτά τα λέιζερ είναι πλήρως μονολιθικά ικανά να παράγουν παλμούς νανοδευτερολέπτου από 20 έως> 200 kHz.
Raman ενιαίο λέιζερ διόδων φραγμών από το ενιαίος-τρόπο λέιζερ διόδων που συνδέει με τη σπείρα μιας λειτουργίας πρόσθετη ίνα που περιέχει τη σχάρα, προκαλούμενη μετατόπιση συχνότητας Raman στο επιθυμητό μήκος κύματος
Αντλούμενα λέιζερ διόδων μονών φραγμών
Οι φραγμοί διόδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διεγείρουν τα ενιαία λέιζερ διόδων φραγμών. Χαρακτηριστικά, οι ίνες end-pumped και οι κατάλληλες χύμα οπτικές χρησιμοποιούν το κεντρικό φως αντλιών ως πρώτο πακέτο για την ενεργό ίνα. Με την πάροδο του χρόνου, η ράβδος διόδων υψηλής ισχύος έχει περιορισμένη ανάπτυξη της συνολικής βελτίωσης ισχύος, της απόδοσης της δέσμης και της διάρκειας ζωής για 10.000 ώρες ή περισσότερο, αν και οι απαιτήσεις ψύξης, οι περιορισμοί χειρισμού παλμών και η αξιοπιστία είναι περιορισμένες.
Πλεονεκτήματα των διόδων μονών αντλιών σωλήνων. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι δεν απαιτούν νερό για να κρυώσει, μπορεί να εισαχθεί στο ενεργό μέσο μέσω της ίνας σε πολύ υψηλή απόδοση, δεν επιπλέον χύμα οπτική ή πρέπει να προσαρμοστεί. Επιπλέον, μια ενιαία δίοδος εκπομπής φωτός μπορεί να παράγει υψηλότερη ισχύ εξόδου και καλύτερα χαρακτηριστικά δέσμης και μεγαλύτερη από 200.000 ώρες ζωής λειτουργίας σε μηχανισμούς συνεχούς κύματος και διαμόρφωσης.
Λέιζερ διόδων μονών φραγμών λειτουργίας
Τα λέιζερ διόδων ενιαίος-τρόπου είναι διαθέσιμα στην εμπορική αγορά από μερικά watt σε 3000 watt της παραγωγής. Επιπλέον, single-mode ενιαία λέιζερ διόδων φραγμών έχουν παραγάγει 20 κιλοβάτ των ειδικών προγραμμάτων χρησιμοποιώντας την ακριβότερη τεχνολογία ινών. Αυτές οι συσκευές είναι συνήθως συνεχείς σε λειτουργία. Ωστόσο, η μονάδα μπορεί να διαμορφωθεί σε περισσότερα από 50 kHz. Στη λειτουργία διαμόρφωσης, η μονάδα έχει μέγιστη μέση ισχύ. Μέσω της ίνας μίας λειτουργίας M με δύο λιγότερο από 1.1. Η εγκάρσια λειτουργία λέιζερ είναι μια καθαρά gaussian κατανομή.
Για παράδειγμα, ένας κολιμωτής 25 mm συναγωνίζει τη δέσμη, με αποτέλεσμα ένα 5mm 1 / E δύο γεμάτο 0,3mrad απόκλιση. Με το ytterbium-doped ενιαίο λέιζερ διόδων φραγμών, όταν προστίθεται ο τελευταίος φακός, η προκύπτουσα τελεία είναι ίση με την τελική εστιακή απόσταση που διαιρείται με την εστιακή απόσταση του collimator 7 φορές τη διάμετρο ινών. Με τελική εστίαση 100 mm και φακό collimator 25 mm, το μέγεθος του σημείου θα είναι τελικά 28 [mu] M.
Δεδομένου ότι ένα αρχείο διαμόρφωσης είναι μια λειτουργία της ενιαίας ίνας τρόπου, παρά το καυτό σημείο εργασίας, όπως τα παραδοσιακά στερεάς κατάστασης λέιζερ, τα ενιαία λέιζερ διόδων φραγμών παράγουν την ίδια διατομή ακτίνων σε όλο το λειτουργώντας φάσμα. Η διαμόρφωση γίνεται με την περιστροφή της δίοδος της αντλίας και την ολοκλήρωση, επιτρέποντας τη συσκευή για να διαμορφωθεί σε υψηλή συχνότητα ή ενιαία λειτουργία σφυγμού. Με τα παραδοσιακά λέιζερ στερεάς κατάστασης για λέιζερ μονής δίοδος bar, με την τέλεια διατομή, δεν απαιτείται χρόνος προθέρμανσης και μπορεί να λειτουργήσει σε ένα ευρύ φάσμα σταθερών περιβαλλοντικών συνθηκών (ποιότητα ισχύος και δέσμης). Αυτά τα λέιζερ μπορούν να παρασυρθούν με τυχαία γραμμική έξοδο, και μπορεί συνήθως να διαφέρουν από 10 έως 100 τοις εκατό της ονομαστικής ισχύος χωρίς καμία απόκλιση ή οποιαδήποτε αλλαγή στην τελική διάμετρο σημείο εστίασης.
Κιλοβάτ και πάνω από ενιαία λέιζερ διόδων φραγμών παράλληλα με την έναρξη μέσω της μεγάλης διαμέτρου οπτικής ινών ενιαίος-τρόπου ενιαίας κατασκευής λέιζερ διόδων φραγμών. Σε αυτό το σημείο, το λέιζερ δεν είναι πλέον ένα ενιαίο καλούπι? Ωστόσο, η προκύπτουσα ποιότητα δέσμης είναι ανώτερη από τα περισσότερα εμπορικά βιομηχανικά λέιζερ κατηγορίας κιλοβάτ (Σχήμα 3). Για παράδειγμα, 8-κιλοβάτ Ενιαία Bar Δίοδος Λέιζερ παρέχουν μια δέσμη των προϊόντων λιγότερο από 4,5 mm x ακτίνια από 100 μm-πυρήνα-διάμετρο ς ίνα βήμα. Η διαφωνία της κιλοβάτ-κατηγορίας Ενιαία Bar Diode Lasers θα συνεχίσει να βελτιώνεται ως αποτέλεσμα μιας σταθερής υψηλής ισχύος μονάδας μίας λειτουργίας που χρησιμοποιείται. Στο κοντινό πεδίο, το προφίλ δέσμης έχει μια ευθεία αναλογία άκρη του Gaussian, παρέχοντας σημαντικά πλεονεκτήματα σε εφαρμογές επεξεργασίας υλικών
Ο πιό πρόσφατος τύπος ενιαίου λέιζερ διόδων φραγμών είναι οιονεί συνεχής. Αυτές οι συσκευές έχουν υψηλή ισχύ αιχμής και χαμηλότερη μέση ισχύ, και μπορούν να κατασκευαστούν με αρκετά χαμηλό κόστος από την έκδοση CW. Για παράδειγμα, μια μέγιστη ισχύς 20 kW και μια μέση ισχύς 2 kW οιονεί συνεχές λέιζερ είναι περίπου πέντε φορές φθηνότερη από ένα λέιζερ CW 20 kW. Είναι ιδανικοί για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές που απαιτούν ένα μακρύ πλάτος σφυγμού και μια μέγιστη δύναμη, όπως η συγκόλληση σημείων, η συγκόλληση ραφών και η διάτρηση. Σχεδιασμένο για να αντικαταστήσει τα υπάρχοντα λέιζερ YAG λόγω της ελάχιστης συντήρησής τους και χαμηλού κόστους οιονεί συνεχή λέιζερ, μπορεί εύκολα να μετασκευαστεί σε υπάρχοντα συστήματα. Διατίθενται μεμονωμένες και πολυτροπικές εκδόσεις.