In de moderne lasertechnologie zijn diodepompmodules de ideale pompbron geworden voor vastestof- en fiberlasers vanwege hun hoge efficiëntie, betrouwbaarheid en compacte ontwerp. Een van de kritische factoren die de outputprestaties en systeemstabiliteit beïnvloeden, is echter de uniformiteit van de versterkingsverdeling binnen de pompmodule.
1. Wat is uniformiteit van de winstverdeling?
In diodepompmodules worden meerdere laserdiodestaven in een matrix geplaatst en wordt hun pomplicht via een optisch systeem in het versterkingsmedium (zoals Yb-gedoteerde glasvezel of Nd:YAG-kristal) gebracht. Als de vermogensverdeling van het pomplicht ongelijkmatig is, leidt dit tot een asymmetrische versterking in het medium, wat resulteert in:
①Verminderde straalkwaliteit van de laseruitvoer
②Verminderde algehele energieomzettingsefficiëntie
③Verhoogde thermische spanning en kortere levensduur van het systeem
④Hoger risico op optische schade tijdens gebruik
Het bereiken van ruimtelijke uniformiteit in de lichtverdeling van pompen is daarom een cruciaal technisch doel bij het ontwerp en de productie van pompmodules.
2. Veelvoorkomende oorzaken van niet-uniforme winstverdeling
①Variaties in chip-emissievermogen
Laserdiodechips vertonen inherente vermogensvariaties. Zonder de juiste sortering of compensatie kunnen deze verschillen leiden tot een inconsistente pompintensiteit in het doelgebied.
②Fouten in collimatie- en focussystemen
Foutieve uitlijningen of gebreken in de optische componenten (bijvoorbeeld FAC/SAC-lenzen, microlensarrays, vezelkoppelingen) kunnen ervoor zorgen dat delen van de straal afwijken van het beoogde doel, waardoor hotspots of dode zones ontstaan.
③Thermische gradiënteffecten
Halfgeleiderlasers zijn zeer temperatuurgevoelig. Een slecht koellichaamontwerp of ongelijkmatige koeling kan leiden tot golflengteafwijkingen tussen verschillende chips, wat de koppelingsefficiëntie en de consistentie van de uitvoer beïnvloedt.
④Onvoldoende ontwerp voor de vezeluitvoer
Bij multi-core glasvezel- of beam-combinerende uitgangsstructuren kan een onjuiste kernindeling ook resulteren in een niet-uniforme pomplichtverdeling in het versterkingsmedium.
3. Technieken om de versterkingsuniformiteit te verbeteren
①Chipsortering en vermogensafstemming
Scherm laserdiodechips nauwkeurig af en groepeer ze om een consistent uitgangsvermogen binnen elke module te garanderen, waardoor plaatselijke oververhitting en versterkingshotspots tot een minimum worden beperkt.
②Geoptimaliseerd optisch ontwerp
Gebruik niet-beeldvormende optica of homogeniserende lenzen (bijvoorbeeld microlensarrays) om de bundeloverlap en de focusnauwkeurigheid te verbeteren en zo het pomplichtprofiel af te vlakken.
③Verbeterd thermisch beheer
Gebruik materialen met een hoge thermische geleidbaarheid (bijvoorbeeld CuW, CVD-diamant) en uniforme temperatuurregelstrategieën om temperatuurschommelingen tussen chips te beperken en een stabiele output te behouden.
④Lichtintensiteit homogenisatie
Voeg diffusers of bundelvormende elementen toe langs het lichtpad van de pomp om een gelijkmatigere ruimtelijke verdeling van het licht in het versterkingsmedium te bereiken.
4. Praktische waarde in toepassingen in de echte wereld
In high-end lasersystemen—zoals precisie-industriële verwerking, militaire laseraanduiding, medische behandeling en wetenschappelijk onderzoek—De stabiliteit en straalkwaliteit van de laseruitvoer zijn van het grootste belang. Een niet-uniforme versterkingsverdeling heeft een directe invloed op de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van het systeem, met name in de volgende scenario's:
①Hoogenergetische gepulseerde lasers: Vermijdt lokale verzadiging of niet-lineaire effecten
②Vezellaserversterkers: Onderdrukken ASE-opbouw (Amplified Spontaneous Emission)
③LIDAR- en afstandsmeetsystemen: Verbetert de meetnauwkeurigheid en herhaalbaarheid
④Medische lasers: Zorgt voor een nauwkeurige energiecontrole tijdens behandelingen
5. Conclusie
Uniformiteit van de winstverdeling is misschien niet de meest zichtbare parameter van een pompmodule, maar is essentieel voor de betrouwbare voeding van hoogwaardige lasersystemen. Naarmate de eisen aan laserkwaliteit en -stabiliteit toenemen, moeten fabrikanten van pompmodules rekening houden met“uniformiteitscontrole"als kernproces—voortdurend verfijnen van chipselectie, structureel ontwerp en thermische strategieën om betrouwbaardere en consistentere laserbronnen te leveren voor downstream-toepassingen.
Benieuwd hoe wij de winstuniformiteit in onze pompmodules optimaliseren? Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze oplossingen en technische ondersteuning.
Plaatsingstijd: 20-08-2025