Sa modernong teknolohiya ng laser, ang mga diode pumping module ay naging mainam na pinagmumulan ng bomba para sa mga solid-state at fiber laser dahil sa kanilang mataas na kahusayan, pagiging maaasahan, at compact na disenyo. Gayunpaman, ang isa sa mga kritikal na salik na nakakaapekto sa kanilang output performance at katatagan ng sistema ay ang pagkakapareho ng gain distribution sa loob ng pump module.
1. Ano ang Pagkakapareho ng Distribusyon ng Gain?
Sa mga diode pumping module, maraming laser diode bar ang nakaayos sa isang array, at ang kanilang pump light ay inihahatid sa gain medium (tulad ng Yb-doped fiber o Nd:YAG crystal) sa pamamagitan ng isang optical system. Kung ang power distribution ng pump light ay hindi pantay, ito ay humahantong sa asymmetric gain sa medium, na nagreresulta sa:
①Nabawasan ang kalidad ng sinag ng output ng laser
②Nabawasang pangkalahatang kahusayan sa conversion ng enerhiya
③Tumaas na thermal stress at nabawasang habang-buhay ng sistema
④Mas mataas na panganib ng pinsala sa optika habang ginagamit
Samakatuwid, ang pagkamit ng spatial uniformity sa distribusyon ng ilaw ng bomba ay isang mahalagang teknikal na layunin sa disenyo at paggawa ng pump module.
2. Mga Karaniwang Sanhi ng Hindi Pantay na Distribusyon ng Gain
①Mga Pagkakaiba-iba sa Lakas ng Paglabas ng Chip
Ang mga laser diode chip ay likas na nagpapakita ng mga pagkakaiba-iba ng kuryente. Kung walang wastong pag-uuri o kompensasyon, ang mga pagkakaibang ito ay maaaring humantong sa hindi pare-parehong intensidad ng bomba sa buong target na lugar.
②Mga Mali sa mga Sistema ng Kolimasyon at Pagtutuon
Ang mga maling pagkakahanay o depekto sa mga optical component (hal., mga FAC/SAC lens, microlens arrays, fiber couplers) ay maaaring maging sanhi ng paglihis ng mga bahagi ng beam mula sa nilalayong target, na lumilikha ng mga hotspot o dead zone.
③Mga Epekto ng Thermal Gradient
Ang mga semiconductor laser ay lubos na sensitibo sa temperatura. Ang mahinang disenyo ng heatsink o hindi pantay na paglamig ay maaaring magdulot ng wavelength drift sa iba't ibang chips, na nakakaapekto sa kahusayan ng coupling at output consistency.
④Hindi Sapat na Disenyo ng Output ng Fiber
Sa mga istrukturang output na multi-core fiber o beam-combining, ang hindi wastong layout ng core ay maaari ring magresulta sa hindi pantay na distribusyon ng pump light sa gain medium.
3. Mga Teknik upang Mapabuti ang Pagkakapareho ng Gain
①Pag-uuri ng Chip at Pagtutugma ng Power
Tumpak na suriin at pangkatin ang mga laser diode chip upang matiyak ang pare-parehong output power sa loob ng bawat module, na binabawasan ang mga localized overheating at gain hotspots.
②Na-optimize na Disenyo ng Optikal
Gumamit ng mga non-imaging optics o homogenizing lenses (hal., microlens arrays) upang mapabuti ang beam overlap at katumpakan ng pagpo-focus, sa gayon ay pinapatag ang pump light profile.
③Pinahusay na Pamamahala ng Thermal
Gumamit ng mga materyales na may mataas na thermal conductivity (hal., CuW, CVD diamond) at mga pare-parehong estratehiya sa pagkontrol ng temperatura upang mabawasan ang pagbabago-bago ng temperatura mula sa chip hanggang chip at mapanatili ang matatag na output.
④Homogenisasyon ng Intensity ng Liwanag
Maglagay ng mga diffuser o mga elementong humuhubog sa sinag sa daanan ng pump light upang makamit ang mas pantay na distribusyon ng liwanag sa loob ng gain medium.
4. Praktikal na Halaga sa mga Aplikasyon sa Tunay na Mundo
Sa mga high-end na sistema ng laser—tulad ng precision industrial processing, military laser designation, medikal na paggamot, at siyentipikong pananaliksik—Ang katatagan at kalidad ng sinag ng output ng laser ay pinakamahalaga. Ang hindi pantay na distribusyon ng gain ay direktang nakakaapekto sa pagiging maaasahan at katumpakan ng sistema, lalo na sa mga sumusunod na sitwasyon:
①Mga high-energy pulsed laser: Iniiwasan ang lokal na saturation o mga nonlinear na epekto
②Mga fiber laser amplifier: Pinipigilan ang akumulasyon ng ASE (Amplified Spontaneous Emission)
③Mga sistema ng LIDAR at rangefinding: Nagpapabuti ng katumpakan at kakayahang maulit ang pagsukat
④Mga medikal na laser: Tinitiyak ang tumpak na kontrol sa enerhiya habang ginagamot
5. Konklusyon
Ang pagkakapareho ng distribusyon ng gain ay maaaring hindi ang pinakanakikitang parametro ng isang pump module, ngunit ito ay mahalaga para sa maaasahang pagpapagana ng mga high-performance laser system. Habang patuloy na tumataas ang mga pangangailangan sa kalidad at katatagan ng laser, dapat tratuhin ng mga tagagawa ng pump module ang mga..."pagkontrol ng pagkakapareho""bilang isang pangunahing proseso—patuloy na pagpino ng pagpili ng chip, disenyo ng istruktura, at mga estratehiya sa thermal upang makapaghatid ng mas maaasahan at pare-parehong mga pinagmumulan ng laser sa mga aplikasyon sa ibaba ng antas ng kahusayan.
Interesado ka ba sa kung paano namin ino-optimize ang gain uniformity sa aming mga pump module? Makipag-ugnayan sa amin ngayon para matuto nang higit pa tungkol sa aming mga solusyon at teknikal na suporta.
Oras ng pag-post: Agosto-20-2025