Laser pompujący: rodzaje i zastosowania

Lasery pompowestanowią „rdzeń zasilający” systemów laserowych. Wstrzykują energię świetlną o określonej długości fali do ośrodków wzmacniających (takich jak włókna domieszkowane erbem, kryształy ciała stałego) w celu wzbudzenia ośrodka w celu wytworzenia stymulowanego promieniowania i ostatecznie utworzenia stabilnego wyjścia laserowego. Ich wydajność bezpośrednio determinuje moc, wydajność i stabilność systemów laserowych.

1. Lasery pompowe półprzewodnikowe

Główne długości fal to 980 nm (dedykowane dla wzmacniaczy światłowodowych domieszkowanych erbem EDFA), 1480 nm (dostosowane do EDFA dużej mocy). Mały rozmiar, wysoka wydajność konwersji elektrooptycznej i szeroki zasięg długości fali. Obsługują pracę w trybie fali ciągłej (CW) lub impulsowej, odpowiednie dla większości małych i średnich systemów laserowych.

Scenariusze zastosowań:

Pole komunikacji optycznej (EDFA, pompowanie wzmacniacza Ramana), przemysłowe znakowanie laserowe (znakowanie powierzchni metalowych/plastikowych), sprzęt medyczny (laser stomatologiczny, laser kosmetyczny), przenośne dalmierze laserowe.

2. Lasery pompowe na ciele stałym

Stosowanie kryształów półprzewodnikowych (takich jak Nd:YAG, Yb:YAG) jako nośników wzmacniających, o dużej mocy wyjściowej, doskonałej jakości wiązki i silnych właściwościach przeciwzakłóceniowych. Należy go dopasować do lasera półprzewodnikowego jako dodatkowego źródła pompy i wstrzykiwać energię do stałego kryształu poprzez sprzężenie optyczne, odpowiednie do ciągłego lub impulsowego wyjścia lasera o dużej mocy.

Scenariusze zastosowań:

Przemysłowe cięcie laserowe (cięcie grubych blach), spawanie laserowe (spawanie części samochodowych), odrdzewianie laserowe (odrdzewianie powierzchni statków/mostów), obszar badań naukowych (eksperyment laserowej syntezy jądrowej).

3. Lasery z pompą światłowodową

Wykorzystując włókna domieszkowane (takie jak włókna domieszkowane iterbem, włókna domieszkowane erbem) jako media wzmacniające, w połączeniu z technologią sprzęgania włókien, wiązka wyjściowa może być przesyłana przez włókna z dużą elastycznością. Nadają się do scenariuszy wymagających przesyłu energii na duże odległości lub o złożonej ścieżce.

Scenariusze zastosowań:

Transmisja komunikacji optycznej na duże odległości (pompowanie wzmacniacza Ramana), precyzyjne grawerowanie laserowe (grawerowanie płytek PCB), medyczna chirurgia małoinwazyjna (skapel lasera światłowodowego), druk 3D metalu (druk małych części).

4. Lasery z pompą gazową

Wykorzystywanie gazu (takiego jak CO₂, He-Ne) jako ośrodka wzmacniającego, wzbudzanie energii poprzez wyładowanie gazowe, przy szerokim zakresie długości fali wyjściowej. Zakres mocy jest duży, ale rozmiar jest duży, a wydajność niska, odpowiednia dla scenariuszy o określonych wymaganiach dotyczących długości fali.

Scenariusze zastosowań:

Przemysłowe cięcie laserowe (materiały niemetalowe takie jak akryl, drewno), znakowanie laserowe (znakowanie powierzchni szkła), dziedzina badań naukowych (analiza spektralna, interferometria laserowa), dziedzina medyczna (dermatologiczne leczenie laserem CO₂).

Optronika pudełkowadostarcza lasery pompujące półprzewodniki (638nm ~ 1064nm) i lasery z pompą światłowodową (980nm, 1450nm, 1480nm itp.)