Na tecnoloxía láser moderna, os módulos de bombeo de díodos convertéronse na fonte de bombeo ideal para láseres de estado sólido e de fibra debido á súa alta eficiencia, fiabilidade e deseño compacto. Non obstante, un dos factores críticos que afectan o seu rendemento de saída e a estabilidade do sistema é a uniformidade da distribución da ganancia dentro do módulo de bombeo.
1. Que é a uniformidade da distribución de ganancia?
Nos módulos de bombeo de díodos, varias barras de díodos láser están dispostas nunha matriz e a súa luz de bombeo envíase ao medio de ganancia (como fibra dopada con Yb ou cristal Nd:YAG) a través dun sistema óptico. Se a distribución de potencia da luz de bombeo é desigual, isto leva a unha ganancia asimétrica no medio, o que resulta en:
1.Calidade degradada do feixe de saída do láser
2.Eficiencia xeral de conversión de enerxía reducida
③Maior tensión térmica e redución da vida útil do sistema
④Maior risco de danos ópticos durante o funcionamento
Polo tanto, lograr a uniformidade espacial na distribución da luz da bomba é un obxectivo técnico crucial no deseño e fabricación dos módulos de bomba.
2. Causas comúns da distribución de ganancia non uniforme
1.Variacións na potencia de emisión do chip
Os chips de díodos láser presentan inherentemente variacións de potencia. Sen unha clasificación ou compensación axeitadas, estas diferenzas poden levar a unha intensidade de bombeo inconsistente na área obxectivo.
2.Erros nos sistemas de colimación e enfoque
Os desalineamentos ou defectos nos compoñentes ópticos (por exemplo, lentes FAC/SAC, matrices de microlentes, acopladores de fibra) poden causar que partes do feixe se desvíen do obxectivo previsto, creando puntos quentes ou zonas mortas.
③Efectos de gradiente térmico
Os láseres semicondutores son moi sensibles á temperatura. Un deseño deficiente do disipador de calor ou un arrefriamento desigual poden causar deriva de lonxitude de onda entre diferentes chips, o que afecta á eficiencia do acoplamento e á consistencia da saída.
④Deseño de saída de fibra inadecuado
En estruturas de saída de fibra multinúcleo ou de combinación de feixes, unha disposición incorrecta do núcleo tamén pode provocar unha distribución non uniforme da luz de bombeo no medio de ganancia.
3. Técnicas para mellorar a uniformidade da ganancia
1.Clasificación de chips e axuste de potencia
Agrupar e filtrar con precisión os chips de díodos láser para garantir unha potencia de saída consistente dentro de cada módulo, minimizando o sobrequecemento localizado e os puntos de acceso á ganancia.
2.Deseño óptico optimizado
Empregar ópticas non formadoras de imaxes ou lentes homoxeneizadoras (por exemplo, matrices de microlentes) para mellorar a superposición do feixe e a precisión do enfoque, aplanando así o perfil da luz da bomba.
③Xestión térmica mellorada
Empregar materiais de alta condutividade térmica (por exemplo, CuW, diamante CVD) e estratexias uniformes de control de temperatura para reducir as flutuacións de temperatura entre chips e manter unha produción estable.
④Homoxeneización da intensidade da luz
Incorporar difusores ou elementos conformadores de feixe ao longo da traxectoria da luz da bomba para lograr unha distribución espacial máis uniforme da luz dentro do medio de ganancia.
4. Valor práctico en aplicacións do mundo real
En sistemas láser de alta gama—como o procesamento industrial de precisión, a designación de láseres militares, o tratamento médico e a investigación científica—A estabilidade e a calidade do feixe da saída do láser son primordiais. Unha distribución de ganancia non uniforme afecta directamente á fiabilidade e á precisión do sistema, especialmente nos seguintes escenarios:
1.Láseres pulsados de alta enerxía: evitan a saturación local ou os efectos non lineais
2.Amplificadores láser de fibra: suprimen a acumulación de ASE (emisión espontánea amplificada)
③Sistemas LIDAR e de telemetría: melloran a precisión e a repetibilidade das medicións
④Láseres médicos: garanten un control preciso da enerxía durante os tratamentos
5. Conclusión
A uniformidade da distribución da ganancia pode non ser o parámetro máis visible dun módulo de bomba, pero é esencial para alimentar de forma fiable os sistemas láser de alto rendemento. A medida que as demandas de calidade e estabilidade do láser seguen a aumentar, os fabricantes de módulos de bomba deben tratar"control de uniformidade"como un proceso central—refinando constantemente a selección de chips, o deseño estrutural e as estratexias térmicas para ofrecer fontes láser máis fiables e consistentes ás aplicacións posteriores.
Interésache saber como optimizamos a uniformidade de ganancia nos nosos módulos de bomba? Ponte en contacto connosco hoxe mesmo para obter máis información sobre as nosas solucións e asistencia técnica.
Data de publicación: 20 de agosto de 2025