Κάθετο λέιζερ διόδων στοίβας Εάν υπάρχει μια σαφής τάση στον τομέα της τεχνολογίας λέιζερ, αυτή είναι η άνοδος των λέιζερ ινών. Σε εφαρμογές κοπής και συγκόλλησης υψηλής ισχύος, τα λέιζερ ινών προέρχονται από τα λέιζερ CO2 υψηλής ισχύος και τα λέιζερ στερεάς κατάστασης για να καταλάβουν μεγάλο αριθμό μεριδίου αγοράς. Προς το παρόν, ορισμένοι κατασκευαστές λέιζερ γενικών ινών διερευνούν πολλές νέες εφαρμογές για να καλύψουν περισσότερη ζήτηση στην αγορά.
Στα λέιζερ ινών υψηλής ισχύος, τα συστήματα μίας λειτουργίας έχουν ικανοποιητικά χαρακτηριστικά: έχουν υψηλή φωτεινότητα, μπορούν να εστιάσουν σε λίγα μικρά στην υψηλότερη αντοχή Έχουν επίσης το μεγαλύτερο βάθος εστίασης, το Vertical Stack Diode Laser που τα καθιστά ιδανικά για απομακρυσμένη κατεργασία.
Ποιες είναι οι προκλήσεις των λέιζερ ινών υψηλής ισχύος μονής λειτουργίας; Αυτές οι προκλήσεις μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριους τομείς: α) βελτιωμένη άντληση, β) σχεδιασμό ενεργών ινών με χαμηλές οπτικές απώλειες και λειτουργία μόνο σε λειτουργία μίας λειτουργίας, και γ) σωστή μέτρηση της προκύπτουσας ακτινοβολίας. Σε αυτό το άρθρο, υποθέτουμε ότι η πρόκληση α) μπορεί να επιλυθεί με διόδους λέιζερ υψηλής φωτεινότητας και κατάλληλες τεχνικές ζεύξης, το Vertical Stack Diode Laser, ώστε να επικεντρωθούμε στις άλλες δύο περιοχές πρόκλησης.
Στη σχεδίαση ενεργών ινών για λειτουργία υψηλής ισχύος μονής λειτουργίας, το Vertical Stack Diode Laser υπάρχουν δύο γενικές παράμετροι για βελτιστοποίηση: ντόπινγκ και γεωμετρία. Όλες οι παράμετροι πρέπει να καθοριστούν για να επιτευχθεί ελάχιστη απώλεια, λειτουργία ενός τρόπου λειτουργίας και τελική ενίσχυση υψηλής ισχύος. Ο τέλειος ενισχυτής ινών θα παρέχει πάνω από το 90% του υψηλού ρυθμού μετατροπής, τέλεια ποιότητα δέσμης και ισχύ εξόδου που περιορίζεται μόνο από τη διαθέσιμη ισχύ αντλίας.
Ωστόσο, η ανύψωση ενός συστήματος λειτουργίας σε υψηλότερη ισχύ μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερη πυκνότητα ισχύος εντός του ενεργού πυρήνα, αυξημένο θερμικό φορτίο και πολλά μη γραμμικά οπτικά εφέ όπως διεγερμένη σκέδαση Raman (SRS) και διεγερμένη σκέδαση Brillouin (SBS) .
Το πιο εντυπωσιακό είναι το τυπικό αποτέλεσμα των ινών χαλαζία με ντοτερβίου και είναι γνωστό στις πρώτες μέρες όταν τα λέιζερ ινών δεν είναι τόσο καθαρά όσο σήμερα, και αυτό είναι φωτοταξία. Σε αυτήν τη διαδικασία, το Vertical Stack Diode Laser λόγω της αλληλεπίδρασης του υλικού λέιζερ, ένα κέντρο ελαττωμάτων ή ένα κέντρο χρώματος σχηματίζεται στο υλικό. Αυτό το αποτέλεσμα είναι παρασιτικό: μετατρέπει τα φωτόνια της αντλίας σε θερμότητα, με αποτέλεσμα χαμηλότερη μεγέθυνση και αυξημένο θερμικό φορτίο.