Diodo o diodo ad emissione di luce ad alta potenza pompato laser a diodo a barra singola moderno, asta singola multimodale, solitamente attraverso il rivestimento di un singolo nucleo attorno a un nucleo. Di solito è un diametro del nucleo monomodale da 5 a 12 μM. La fibra a doppio rivestimento è drogata con ioni di terre rare come neodimio, erbio, itterbio e tulio dal nucleo monomodale interno. Il rivestimento è in vetro drogato a basso indice di rifrazione. La luce della pompa viene iniettata nel rivestimento e lungo la struttura, passando attraverso il nucleo attivo e producendo l'inversione del numero di particelle.
La lunghezza d'onda di emissione è selezionata nella fibra e qualsiasi tipo di funzione di riflessione (un tipico esempio sono i reticoli di Bragg).
Il laser è costituito da una bobina di fibra a doppio rivestimento, due specchi e una sorgente di pompa. La sorgente della pompa può essere un singolo diodo emettitore di luce, una barra di diodi o un laser a diodi a barra singola pompato
La configurazione include laser monomodali continui a diodo a barra singola che possono essere regolati rapidamente a oltre 100 kHz; Spostamento di frequenza Raman; Q; moltiplicatore e triplo; e onda quasi continua (QCW). L'output include la spettroscopia UV, visibile e nel vicino infrarosso.
I laser Q-Switched Single Bar Diode sono tipicamente realizzati a bassa potenza, con un modulatore pigtail integrato attraverso una serie di amplificatori in fibra per semi laser pulsati al nanosecondo. Gli amplificatori in fibra, come i laser a diodo a barra singola, sono costruiti utilizzando la stessa tecnica; tuttavia, il laser non contiene effetti laser indotti dalla fine. Questi laser sono completamente monolitici in grado di produrre impulsi di nanosecondi da 20 a> 200 kHz.
Laser a diodi a barra singola Raman da giunzione laser a diodi a barra singola monomodale alla fibra speciale monomodale della bobina contenente reticolo, spostamento della frequenza Raman indotto alla lunghezza d'onda desiderata
Laser a diodi a barra singola pompati
Le barre di diodi possono essere utilizzate per eccitare i laser a diodi a barra singola. Tipicamente, le ottiche di massa e pompate all'estremità della fibra utilizzano la luce della pompa centralizzata come primo pacchetto per la fibra attiva. Nel tempo, la barra del diodo ad alta potenza ha una distribuzione limitata del miglioramento della potenza totale, delle prestazioni del raggio e della durata per 10.000 ore o più, sebbene i requisiti di raffreddamento, i limiti di gestione degli impulsi e l'affidabilità siano limitati.
Vantaggi dei diodi per pompe a tubo singolo. Il vantaggio principale è che non richiedono acqua per raffreddarsi, possono essere introdotti nel mezzo attivo attraverso la fibra ad altissima efficienza, senza ottiche di massa extra o devono essere regolati. Inoltre, un singolo diodo a emissione di luce può produrre una maggiore potenza di uscita e migliori caratteristiche del fascio e oltre 200.000 ore di vita operativa in onde continue e meccanismi di modulazione.
Laser a diodo a barra singola monomodale
I laser a diodo a barra singola monomodale sono disponibili sul mercato commerciale da pochi watt a 3000 watt di uscita. Inoltre, i laser a diodo a barra singola monomodale hanno prodotto 20 kilowatt di progetti speciali utilizzando una tecnologia in fibra più costosa. Questi dispositivi sono generalmente in funzione continua; tuttavia, l'unità può essere modulata a più di 50 kHz. In modalità di modulazione, l'unità ha una potenza media di picco. Attraverso la fibra monomodale M con due meno di 1.1. La modalità trasversale laser è una distribuzione puramente gaussiana.
Ad esempio, un collimatore da 25 mm collima il raggio, risultando in una divergenza di 5 mm 1 / E due piena di 0,3 mrad. Con il laser a diodi a barra singola drogato con itterbio, quando viene aggiunta l'ultima lente, il punto risultante è uguale alla lunghezza focale finale divisa per la lunghezza focale del collimatore 7 volte il diametro della fibra. Con una messa a fuoco finale di 100 mm e un collimatore da 25 mm, la dimensione dello spot sarà infine di 28 [mu] M.
Poiché un file di configurazione è una funzione della fibra monomodale, piuttosto che del punto di lavoro caldo, come i tradizionali laser a stato solido, i laser a diodo a barra singola producono la stessa sezione trasversale del raggio in tutto il campo di lavoro. La modulazione avviene ruotando il diodo della pompa e completando, consentendo al dispositivo di essere modulato ad alta frequenza o funzionamento a singolo impulso. Con i tradizionali laser a stato solido per laser a diodo a barra singola, con la sua sezione trasversale perfetta, non è richiesto alcun tempo di riscaldamento e possono essere utilizzati in un'ampia gamma di condizioni ambientali stabili (potenza e qualità del raggio). Questi laser possono essere spostati con un'uscita lineare casuale e di solito possono variare dal 10 al 100 percento della potenza nominale senza alcuna divergenza o alcun cambiamento nel diametro del punto focale finale.
Kilowatt e oltre Laser a diodo a barra singola in parallelo con il lancio attraverso la produzione di laser a diodo a barra singola a fibra ottica di grande diametro. A questo punto il laser non è più un unico stampo; tuttavia, la qualità del raggio risultante è superiore alla maggior parte dei laser industriali di classe chilowatt commerciali (Figura 3). Ad esempio, i laser a diodi a barra singola da 8 kilowatt forniscono una serie di prodotti con meno di 4,5 mm x radianti da fibra a gradini con diametro del nucleo di 100 μm. Il disaccordo sui laser a diodo a barra singola di classe kilowatt continuerà a migliorare come risultato dell'utilizzo di un modulo monomodale ad alta potenza sostenuto. Nel campo vicino, il profilo della trave ha un rapporto del bordo dritto di gaussiano, fornendo vantaggi significativi nelle applicazioni di lavorazione dei materiali
L'ultimo tipo di laser a diodi a barra singola è quasi continuo. Questi dispositivi hanno un'elevata potenza di picco e una potenza media inferiore e possono essere prodotti a un costo piuttosto basso rispetto alla versione CW. Ad esempio, una potenza di picco di 20 kW e una potenza media di 2 kW laser quasi continuo è circa cinque volte più economica di un laser CW da 20 kW. Sono ideali per molte applicazioni industriali che richiedono una lunga durata dell'impulso e una potenza di picco, come la saldatura a punti, la saldatura continua e la perforazione. Progettati per sostituire i laser YAG esistenti grazie alla loro manutenzione minima e ai laser quasi continui a basso costo, possono essere facilmente adattati ai sistemi esistenti. Sono disponibili versioni singole e multimodali.