Nowoczesna pojedyncza prętowa dioda laserowa pompowana wysokowydajna dioda elektroluminescencyjna lub dioda, wielomodowy pojedynczy pręt, zwykle poprzez osłonięcie pojedynczego rdzenia wokół rdzenia. Zwykle jest to średnica rdzenia jednomodowego od 5 do 12 μM. Podwójnie platerowane włókno jest domieszkowane jonami ziem rzadkich, takimi jak neodym, erb, iterb i tul, przez wewnętrzny rdzeń jednomodowy. Okładzina wykonana jest ze szkła domieszkowanego o niskim współczynniku załamania światła. Światło pompy jest wtryskiwane do płaszcza i wzdłuż konstrukcji, przechodząc przez aktywny rdzeń i powodując inwersję wielu cząstek.
Długość fali emisji dobiera się w światłowodzie i dowolny rodzaj funkcji odbicia (typowym przykładem są siatki Bragga).
Laser składa się z cewki z podwójnie platerowanego włókna, dwóch luster i źródła pompy. Źródłem pompy może być pojedyncza dioda elektroluminescencyjna, pręt diodowy lub pompowany laser diodowy z pojedynczą kreską
Konfiguracja obejmuje jednomodowe, ciągłe lasery diodowe z pojedynczą kreską, które można szybko dostosować do ponad 100 kHz; Przesunięcie częstotliwości Ramana; Q; mnożnik i potrójny; i quasi-ciągła fala (QCW). Wyniki obejmują spektroskopię UV, widzialną i bliskiej podczerwieni.
Lasery diodowe z przełączaniem Q są zwykle wykonane z małej mocy, z wbudowanym modulatorem typu pigtail poprzez serię wzmacniaczy światłowodowych do nanosekundowych impulsów lasera. Wzmacniacze światłowodowe, takie jak lasery diodowe z pojedynczą listwą, są konstruowane przy użyciu tej samej techniki; jednak laser nie zawiera efektów laserowych wywołanych końcami. Te lasery są w pełni monolityczne, zdolne do wytwarzania impulsów nanosekundowych od 20 do> 200 kHz.
Laser ramanowski z pojedynczą diodą prętową z jednomodowego splatania lasera diodowego jednomodowego do cewki jednomodowego specjalnego włókna zawierającego siatkę, indukowane przesunięcie częstotliwości Ramana na żądaną długość fali
Pojedyncze lasery diodowe z pompką
Pręty diodowe mogą być używane do wzbudzania laserów diodowych pojedynczych prętów. Zazwyczaj optyka światłowodowa z pompką końcową i odpowiednia optyka masowa wykorzystują scentralizowaną pompę światła jako pierwszy pakiet dla aktywnego włókna. Z biegiem czasu listwa diodowa dużej mocy ma ograniczone zastosowanie całkowitej poprawy mocy, wydajności wiązki i żywotności przez 10000 godzin lub więcej, chociaż wymagania dotyczące chłodzenia, ograniczenia obsługi impulsów i niezawodność są ograniczone.
Zalety diod pomp jednoprzewodowych. Główną zaletą jest to, że nie wymagają wody do schłodzenia, mogą być wprowadzane do ośrodka aktywnego przez światłowód z bardzo wysoką wydajnością, nie wymagają dodatkowej optyki ani nie wymagają regulacji. Ponadto pojedyncza dioda elektroluminescencyjna może zapewnić wyższą moc wyjściową i lepszą charakterystykę wiązki oraz większą niż 200 000 godzin eksploatacji w mechanizmach z falą ciągłą i modulacją.
Lasery diodowe jednomodowe
Lasery diodowe jednomodowe jednomodowe są dostępne na rynku komercyjnym o mocy od kilku watów do 3000 watów. Ponadto jednomodowe lasery diodowe z pojedynczą kreską pozwoliły wyprodukować 20 kilowatów specjalnych projektów wykorzystujących droższą technologię światłowodową. Urządzenia te działają zwykle w sposób ciągły; jednakże jednostka może być modulowana do ponad 50 kHz. W trybie modulacji urządzenie ma szczytową średnią moc. Przez światłowód jednomodowy M z dwoma mniej niż 1,1. Laserowy mod poprzeczny jest rozkładem czysto Gaussa.
Na przykład, kolimator 25 mm kolimuje wiązkę, co daje 5 mm 1 / E dwa pełne z dywergencją 0,3 mrad. W przypadku jednorzędowego lasera diodowego domieszkowanego iterem, po dodaniu ostatniej soczewki, wynikowa kropka jest równa końcowej ogniskowej podzielonej przez ogniskową kolimatora 7 razy większą od średnicy włókna. Z końcowym ogniskiem 100 mm i soczewką kolimatora 25 mm wielkość plamki ostatecznie wyniesie 28 uM.
Ponieważ plik konfiguracyjny jest funkcją światłowodu jednomodowego, a nie gorącego punktu roboczego, takiego jak tradycyjne lasery na ciele stałym, lasery diodowe jednopaskowe wytwarzają ten sam przekrój wiązki w całym zakresie roboczym. Modulacja odbywa się poprzez obrócenie diody pompy i zakończenie, pozwalając na modulację urządzenia z wysoką częstotliwością lub pracą pojedynczego impulsu. Dzięki tradycyjnym laserom na ciele stałym do laserów diodowych z pojedynczą prętem, z ich doskonałym przekrojem, nie jest wymagany czas nagrzewania i mogą być obsługiwane w szerokim zakresie stabilnych warunków środowiskowych (moc i jakość wiązki). Lasery te mogą dryfować z losową liniową mocą wyjściową i zwykle mogą zmieniać się od 10 do 100 procent mocy znamionowej bez jakiejkolwiek rozbieżności lub jakiejkolwiek zmiany końcowej średnicy pola ogniskującego.
Lasery diodowe jednopaskowe o mocy kilowat i więcej równolegle z wprowadzeniem na rynek poprzez produkcję jednomodowych laserów diodowych światłowodowych o dużej średnicy. W tym momencie laser nie jest już pojedynczą formą; jednak uzyskana jakość wiązki jest lepsza niż większość komercyjnych przemysłowych laserów o mocy kilowatowej (Rysunek 3). Na przykład, 8-kilowatowe lasery diodowe z pojedynczą prętem dostarczają kilka produktów mniejszych niż 4,5 mm x radian z włókna krokowego o średnicy rdzenia 100 μm. Spór dotyczący laserów diodowych typu Single Bar Diode klasy kilowatów będzie się nadal poprawiał w wyniku długotrwałego stosowania jednomodowego modułu dużej mocy. W polu bliskim profil belki ma stosunek krawędzi prostej Gaussa, co zapewnia znaczne korzyści w zastosowaniach związanych z obróbką materiałów
Najnowszy typ lasera diodowego z pojedynczą kreską jest quasi-ciągły. Urządzenia te charakteryzują się wysoką mocą szczytową i mniejszą mocą średnią i mogą być produkowane po dość niskich kosztach niż wersja CW. Na przykład moc szczytowa 20 kW i średnia moc lasera quasi-ciągłego 2 kW jest około pięć razy tańsza niż laser CW 20 kW. Są idealne do wielu zastosowań przemysłowych wymagających dużej szerokości impulsu i mocy szczytowej, takich jak zgrzewanie punktowe, spawanie liniowe i wiercenie. Zaprojektowane w celu zastąpienia istniejących laserów YAG ze względu na ich minimalną konserwację i tanie lasery quasi-ciągłe, mogą być łatwo instalowane w istniejących systemach. Dostępne są wersje jedno- i multimodalne.