Sa modernong teknolohiya ng laser, ang mga diode pumping module ay naging perpektong mapagkukunan ng bomba para sa solid-state at fiber laser dahil sa kanilang mataas na kahusayan, pagiging maaasahan, at compact na disenyo. Gayunpaman, ang isa sa mga kritikal na kadahilanan na nakakaapekto sa pagganap ng kanilang output at katatagan ng system ay ang pagkakapareho ng pamamahagi ng nakuha sa loob ng module ng pump.
1. Ano ang Gain Distribution Uniformity?
Sa mga diode pumping modules, maraming laser diode bars ay nakaayos sa isang array, at ang kanilang pump light ay inihahatid sa gain medium (gaya ng Yb-doped fiber o Nd:YAG crystal) sa pamamagitan ng optical system. Kung hindi pantay ang distribusyon ng kuryente ng pump light, humahantong ito sa asymmetric gain sa medium, na nagreresulta sa:
①Nasira ang kalidad ng beam ng laser output
②Nabawasan ang pangkalahatang kahusayan sa conversion ng enerhiya
③Tumaas na thermal stress at nabawasan ang tagal ng system
④Mas mataas na panganib ng optical damage sa panahon ng operasyon
Samakatuwid, ang pagkamit ng spatial na pagkakapareho sa pump light distribution ay isang mahalagang teknikal na layunin sa disenyo at pagmamanupaktura ng pump module.
2. Mga Karaniwang Dahilan ng Dis-uniform na Pamamahagi ng Gain
①Mga pagkakaiba-iba sa Chip Emission Power
Ang mga laser diode chip ay likas na nagpapakita ng mga pagkakaiba-iba ng kapangyarihan. Kung walang wastong pag-uuri o kompensasyon, ang mga pagkakaibang ito ay maaaring humantong sa hindi pare-parehong lakas ng bomba sa buong target na lugar.
②Mga Error sa Collimation at Focusing System
Ang mga maling pagkakahanay o mga depekto sa mga optical na bahagi (hal., FAC/SAC lens, microlens arrays, fiber couplers) ay maaaring maging sanhi ng mga bahagi ng beam na lumihis mula sa nilalayong target, na lumilikha ng mga hotspot o dead zone.
③Thermal Gradient Effects
Ang mga semiconductor laser ay lubhang sensitibo sa temperatura. Ang hindi magandang disenyo ng heatsink o hindi pantay na paglamig ay maaaring magdulot ng wavelength drift sa iba't ibang chip, na nakakaapekto sa kahusayan ng pagkakabit at pagkakapare-pareho ng output.
④Hindi Sapat na Fiber Output Design
Sa multi-core fiber o beam-combining na mga istruktura ng output, ang hindi tamang layout ng core ay maaari ding magresulta sa hindi pare-parehong pamamahagi ng ilaw ng bomba sa gain medium.
3. Mga Teknik para Pahusayin ang Pagkakatulad
①Pag-uuri ng Chip at Power Matching
Eksaktong i-screen at pangkatin ang mga laser diode chips para matiyak ang pare-parehong output power sa loob ng bawat module, na pinapaliit ang localized na overheating at makakuha ng mga hotspot.
②Na-optimize na Optical na Disenyo
Gumamit ng mga non-imaging optics o homogenizing lenses (hal., microlens arrays) upang pahusayin ang beam overlap at katumpakan ng pagpokus, kaya na-flatte ang profile ng pump light.
③Pinahusay na Pamamahala ng Thermal
Gumamit ng mataas na thermal conductivity na materyales (hal., CuW, CVD diamond) at pare-parehong mga diskarte sa pagkontrol sa temperatura upang bawasan ang pagbabago-bago ng temperatura ng chip-to-chip at mapanatili ang stable na output.
④Light Intensity Homogenization
Isama ang mga diffuser o beam-shaping elements sa kahabaan ng pump light path para makamit ang mas pantay na spatial distribution ng liwanag sa loob ng gain medium.
4. Praktikal na Halaga sa Real-World Application
Sa mga high-end na laser system—tulad ng katumpakan na pagpoproseso ng industriya, pagtatalaga ng laser ng militar, medikal na paggamot, at siyentipikong pananaliksik—ang katatagan at kalidad ng beam ng laser output ay pinakamahalaga. Ang hindi pare-parehong pamamahagi ng kita ay direktang nakakaapekto sa pagiging maaasahan at katumpakan ng system, lalo na sa mga sumusunod na sitwasyon:
①High-energy pulsed lasers: Iniiwasan ang lokal na saturation o nonlinear effect
②Fiber laser amplifier: Pinipigilan ang pagbuo ng ASE (Amplified Spontaneous Emission).
③LIDAR at rangefinding system: Pinapabuti ang katumpakan ng pagsukat at repeatability
④Mga medikal na laser: Tinitiyak ang tumpak na kontrol sa enerhiya sa panahon ng mga paggamot
5. Konklusyon
Ang pagkakaroon ng pagkakapareho ng pamamahagi ay maaaring hindi ang pinakanakikitang parameter ng isang pump module, ngunit ito ay mahalaga para sa mapagkakatiwalaang pagpapagana ng mga high-performance laser system. Habang ang mga pangangailangan sa kalidad at katatagan ng laser ay patuloy na tumataas, dapat tratuhin ng mga tagagawa ng pump module“kontrol ng pagkakapareho”bilang isang pangunahing proseso—patuloy na pinipino ang pagpili ng chip, disenyo ng istruktura, at mga diskarte sa thermal upang makapaghatid ng mas maaasahan at pare-parehong mga pinagmumulan ng laser sa mga downstream na aplikasyon.
Interesado sa kung paano namin na-optimize ang pagkakaroon ng pagkakapareho sa aming mga pump module? Makipag-ugnayan sa amin ngayon para matuto pa tungkol sa aming mga solusyon at teknikal na suporta.
Oras ng post: Ago-20-2025