Dalam teknologi laser modern, modul pompa dioda telah menjadi sumber pompa yang ideal untuk laser solid-state dan serat optik karena efisiensinya yang tinggi, keandalannya, dan desainnya yang ringkas. Namun, salah satu faktor penting yang memengaruhi kinerja keluaran dan stabilitas sistemnya adalah keseragaman distribusi penguatan dalam modul pompa.
1. Apa itu Keseragaman Distribusi Keuntungan?
Dalam modul pompa dioda, beberapa batang dioda laser disusun dalam sebuah array, dan cahaya pompanya disalurkan ke media penguatan (seperti serat doping Yb atau kristal Nd:YAG) melalui sistem optik. Jika distribusi daya cahaya pompa tidak merata, hal ini menyebabkan penguatan asimetris dalam media, yang mengakibatkan:
1Kualitas sinar laser keluaran menurun
2Mengurangi efisiensi konversi energi secara keseluruhan
3Peningkatan tekanan termal dan berkurangnya umur sistem
4Risiko kerusakan optik lebih tinggi selama pengoperasian
Oleh karena itu, mencapai keseragaman spasial dalam distribusi cahaya pompa merupakan tujuan teknis yang krusial dalam desain dan pembuatan modul pompa.
2. Penyebab Umum Distribusi Keuntungan 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 dalam Sistem Kolimasi dan Pemfokusan
Ketidakselarasan atau cacat pada komponen optik (misalnya, lensa FAC/SAC, susunan mikrolensa, penggandeng serat) dapat menyebabkan bagian berkas menyimpang dari target yang dituju, 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 di antara chip yang berbeda, sehingga memengaruhi efisiensi kopling dan konsistensi output.
4Desain Output Serat 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 media penguatan.
3. Teknik untuk Meningkatkan Keseragaman Gain
1Penyortiran Chip dan Pencocokan Daya
Menyaring dan mengelompokkan chip dioda laser secara tepat untuk memastikan daya keluaran yang konsisten 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 sinar dan akurasi pemfokusan, sehingga meratakan profil cahaya pompa.
3Manajemen Termal yang Ditingkatkan
Gunakan material dengan konduktivitas termal tinggi (misalnya, CuW, berlian CVD) dan strategi kontrol suhu yang seragam untuk mengurangi fluktuasi suhu antar chip dan mempertahankan keluaran yang stabil.
4Homogenisasi Intensitas Cahaya
Gabungkan penyebar atau elemen pembentuk sinar di sepanjang jalur cahaya pompa untuk memperoleh distribusi spasial cahaya yang lebih merata dalam media penguatan.
4. Nilai Praktis dalam Aplikasi Dunia Nyata
Dalam sistem laser kelas atas—seperti pemrosesan industri presisi, penunjukan laser militer, perawatan medis, dan penelitian ilmiah—Stabilitas dan kualitas sinar keluaran laser sangat penting. Distribusi penguatan yang tidak seragam berdampak langsung pada keandalan dan akurasi sistem, terutama dalam skenario berikut:
1Laser berdenyut berenergi tinggi: Menghindari saturasi lokal atau efek nonlinier
2Penguat laser serat: Menekan penumpukan ASE (Amplified Spontaneous Emission)
3Sistem LIDAR dan pencari jarak: Meningkatkan akurasi dan pengulangan pengukuran
4Laser medis: Memastikan kontrol energi yang tepat selama perawatan
5. Kesimpulan
Keseragaman distribusi penguatan mungkin bukan parameter yang paling terlihat dari modul pompa, tetapi sangat penting untuk memberikan daya yang andal pada sistem laser berkinerja tinggi. Seiring dengan meningkatnya tuntutan terhadap kualitas dan stabilitas laser, produsen modul pompa harus memperhatikan“kontrol keseragaman"sebagai proses inti—terus menyempurnakan pemilihan chip, desain struktural, dan strategi termal untuk menghadirkan sumber laser yang lebih andal dan konsisten pada aplikasi hilir.
Tertarik dengan 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-Agu-2025