In de moderne lasertechnologie zijn diodepompmodules de ideale pompbron geworden voor solid-state- en fiberlasers vanwege hun hoge efficiëntie, betrouwbaarheid en compacte ontwerp. Een van de cruciale factoren die de outputprestaties en systeemstabiliteit beïnvloeden, is echter de uniformiteit van de versterkingsverdeling binnen de pompmodule.
1. Wat is de uniformiteit van de versterkingsverdeling?
In diodepompmodules zijn meerdere laserdiodebalken in een array gerangschikt en wordt hun pomplicht via een optisch systeem naar het versterkingsmedium (zoals een Yb-gedoteerde vezel of een Nd:YAG-kristal) geleid. Als de vermogensverdeling van het pomplicht ongelijkmatig is, leidt dit tot asymmetrische versterking in het medium, met als gevolg:
①Verminderde straalkwaliteit van de laseroutput
②Verminderde algehele energieomzettingsrendement
③Verhoogde thermische belasting en verkorte levensduur van het systeem
④Verhoogd risico op optische schade tijdens gebruik
Het bereiken van ruimtelijke uniformiteit in de lichtverdeling van de pomp is daarom een cruciaal technisch doel bij het ontwerp en de fabricage van pompmodules.
2. Veelvoorkomende oorzaken van een niet-uniforme versterkingsverdeling
①Variaties in het vermogen van de chipemissie
Laserdiodechips vertonen van nature vermogensvariaties. Zonder de juiste sortering of compensatie kunnen deze verschillen leiden tot een inconsistente pompintensiteit over het gehele doelgebied.
②Fouten in collimatie- en focussystemen
Verkeerde uitlijning of defecten in de optische componenten (bijv. FAC/SAC-lenzen, microlensarrays, vezelkoppelingen) kunnen ervoor zorgen dat delen van de lichtbundel afwijken van het beoogde doel, waardoor hotspots of dode zones ontstaan.
③Thermische gradiënteffecten
Halfgeleiderlasers zijn zeer gevoelig voor temperatuur. Een slecht ontwerp van de koelplaat of ongelijkmatige koeling kan golflengteverschillen tussen verschillende chips veroorzaken, wat de koppelingsefficiëntie en de consistentie van de output beïnvloedt.
④Onvoldoende ontwerp van de glasvezeluitgang
Bij meeraderige glasvezel- of bundelcombinatie-uitgangsstructuren kan een onjuiste kernindeling ook leiden tot een niet-uniforme verdeling van het pomplicht in het versterkingsmedium.
3. Technieken om de versterkingsuniformiteit te verbeteren
①Chipsortering en vermogensafstemming
Laserdiodechips nauwkeurig screenen en groeperen om een consistent uitgangsvermogen binnen elke module te garanderen, waardoor lokale oververhitting en versterkingshotspots tot een minimum worden beperkt.
②Geoptimaliseerd optisch ontwerp
Gebruik niet-beeldvormende optiek of homogeniserende lenzen (bijvoorbeeld microlensarrays) om de overlap van de lichtbundel en de focusnauwkeurigheid te verbeteren, waardoor het profiel van het pomplicht vlakker wordt.
③Verbeterd thermisch beheer
Gebruik materialen met een hoge thermische geleidbaarheid (bijv. CuW, CVD-diamant) en uniforme temperatuurregelingsstrategieën om temperatuurschommelingen tussen chips te verminderen en een stabiele output te behouden.
④Homogenisatie van de lichtintensiteit
Voeg diffusers of bundelvormende elementen toe aan het pad van het pomplicht om een gelijkmatigere ruimtelijke verdeling van het licht in het versterkingsmedium te bereiken.
4. Praktische waarde in toepassingen in de praktijk
In hoogwaardige lasersystemen—zoals precisie-industriële processen, militaire laserdoelaanduiding, medische behandelingen en wetenschappelijk onderzoek.—De stabiliteit en straalkwaliteit van de laseroutput 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: voorkomen lokale verzadiging of niet-lineaire effecten.
②Vezellaserversterkers: Onderdrukken de opbouw van ASE (Amplified Spontaneous Emission).
③LIDAR- en afstandsmeetsystemen: Verbeterde meetnauwkeurigheid en herhaalbaarheid
④Medische lasers: zorgen voor nauwkeurige energiecontrole tijdens behandelingen.
5. Conclusie
De uniformiteit van de versterkingsverdeling is misschien niet de meest zichtbare parameter van een pompmodule, maar is essentieel voor een betrouwbare voeding van hoogwaardige lasersystemen. Naarmate de eisen aan laserkwaliteit en -stabiliteit blijven stijgen, moeten fabrikanten van pompmodules hier meer aandacht aan besteden.“uniformiteitscontrole"als kernproces—Door continu de chipselectie, het structurele ontwerp en de thermische strategieën te verfijnen, kunnen we betrouwbaardere en consistentere laserbronnen leveren voor toepassingen verderop in het productieproces.
Bent u geïnteresseerd in hoe wij de versterkingsuniformiteit in onze pompmodules optimaliseren? Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze oplossingen en technische ondersteuning.
Geplaatst op: 20 augustus 2025