Dalam teknologi laser modern, modul pemompaan dioda telah menjadi sumber pemompaan ideal untuk laser solid-state dan fiber karena efisiensi, keandalan, dan desainnya yang kompak. Namun, salah satu faktor kritis yang memengaruhi kinerja keluaran dan stabilitas sistemnya adalah keseragaman distribusi penguatan di dalam modul pemompaan.
1. Apa itu Keseragaman Distribusi Gain?
Pada modul pemompaan dioda, beberapa batang dioda laser disusun dalam sebuah larik, dan cahaya pompanya dialirkan ke medium penguatan (seperti serat yang didoping Yb atau kristal Nd:YAG) melalui sistem optik. Jika distribusi daya cahaya pompa tidak merata, hal itu menyebabkan penguatan asimetris dalam medium, yang mengakibatkan:
①Kualitas pancaran laser yang menurun
②Efisiensi konversi energi secara keseluruhan menurun.
③Peningkatan tekanan termal dan pengurangan umur sistem.
④Risiko kerusakan optik yang lebih tinggi selama pengoperasian.
Oleh karena itu, mencapai keseragaman spasial dalam distribusi cahaya pompa merupakan tujuan teknis yang sangat penting dalam desain dan pembuatan modul pompa.
2. Penyebab Umum Distribusi Penguatan yang Tidak Seragam
①Variasi Daya Emisi Chip
Chip dioda laser secara inheren menunjukkan variasi daya. Tanpa penyortiran atau kompensasi yang tepat, perbedaan ini dapat menyebabkan intensitas pompa yang tidak konsisten di seluruh area target.
②Kesalahan pada Sistem Kolimasi dan Pemfokusan
Ketidaksejajaran atau cacat pada komponen optik (misalnya, lensa FAC/SAC, susunan mikrolensa, coupler serat optik) dapat menyebabkan sebagian berkas cahaya menyimpang dari target yang dimaksud, sehingga menciptakan titik panas atau zona mati.
③Efek Gradien Termal
Laser semikonduktor sangat sensitif terhadap suhu. Desain heatsink yang buruk atau pendinginan yang tidak merata dapat menyebabkan pergeseran panjang gelombang antar chip yang berbeda, sehingga memengaruhi efisiensi kopling dan konsistensi output.
④Desain Keluaran Serat yang Tidak Memadai
Pada struktur keluaran serat multi-inti atau penggabungan berkas, tata letak inti yang tidak tepat juga dapat mengakibatkan distribusi cahaya pompa yang tidak seragam dalam medium penguatan.
3. Teknik untuk Meningkatkan Keseragaman Gain
①Pemilahan Chip dan Pencocokan Daya
Saring dan kelompokkan chip dioda laser secara tepat untuk memastikan daya keluaran yang konsisten di dalam setiap modul, meminimalkan panas berlebih lokal dan titik panas penguatan.
②Desain Optik yang Dioptimalkan
Gunakan optik non-pencitraan atau lensa homogenisasi (misalnya, susunan mikrolensa) untuk meningkatkan tumpang tindih berkas dan akurasi pemfokusan, sehingga meratakan profil cahaya pompa.
③Manajemen Termal yang Ditingkatkan
Gunakan material dengan konduktivitas termal tinggi (misalnya, CuW, berlian CVD) dan strategi pengendalian suhu yang seragam untuk mengurangi fluktuasi suhu antar chip dan menjaga output yang stabil.
④Homogenisasi Intensitas Cahaya
Sertakan diffuser atau elemen pembentuk berkas cahaya di sepanjang jalur cahaya pompa untuk mencapai distribusi spasial cahaya yang lebih merata di dalam medium penguatan.
4. Nilai Praktis dalam Aplikasi Dunia Nyata
Pada sistem laser kelas atas—seperti pemrosesan industri presisi, penunjuk laser militer, perawatan medis, dan penelitian ilmiah.—Stabilitas dan kualitas pancaran keluaran laser sangat penting. Distribusi penguatan yang tidak seragam secara langsung memengaruhi keandalan dan akurasi sistem, terutama dalam skenario berikut:
①Laser pulsa berenergi tinggi: Menghindari saturasi lokal atau efek nonlinier
②Penguat laser serat optik: Menekan penumpukan ASE (Amplified Spontaneous Emission).
③Sistem LIDAR dan pengukur jarak: Meningkatkan akurasi dan pengulangan pengukuran.
④Laser medis: Memastikan kontrol energi yang tepat selama perawatan.
5. Kesimpulan
Kes uniformity distribusi gain mungkin bukan parameter yang paling terlihat dari modul pompa, tetapi sangat penting untuk memberi daya pada sistem laser berkinerja tinggi secara andal. Seiring meningkatnya tuntutan terhadap kualitas dan stabilitas laser, produsen modul pompa harus memperlakukan hal ini dengan cermat.“kontrol keseragaman”sebagai proses inti—Terus menyempurnakan pemilihan chip, desain struktural, dan strategi termal untuk menghadirkan sumber laser yang lebih andal dan konsisten untuk aplikasi hilir.
Tertarik mempelajari cara kami mengoptimalkan keseragaman gain pada modul pompa kami? Hubungi kami hari ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang solusi dan dukungan teknis kami.
Waktu posting: 20 Agustus 2025