Diodo bombeado CW: ¡una opción de fuente de luz flexible y eficiente!

Los cristales y anteojos dopados con ND como ND: YAG (Neodimio: granate de aluminio Ytrio) se han utilizado durante mucho tiempo como materiales de ganancia láser. Combinados ópticamente, pueden producir longitudes de onda de salida cerca de 1 µm, mientras que la vida útil del estado excitado de neodimio admite la operación de onda continua y pulsada (Q-Switched).

En los láseres tradicionales, la salida de lámparas de flash intensas y lámparas de arco se centra en una varilla de cristal láser cilíndrica para formar un módulo de ganancia. Este módulo se coloca dentro de la cavidad láser, que generalmente tiene varias pulgadas de largo y está limitada por altos reflectores y reflectores parciales o acopladores de salida.

Sin embargo, este enfoque enfrenta varios desafíos. Primero, la luz de la bomba no es eficiente, lo que se debe principalmente a la ineficiencia de la lámpara en la conversión de energía eléctrica en luz de la bomba, al tiempo que genera mucho calor inútil. Más críticamente, estas lámparas emiten radiación de banda ancha en los rangos visibles e infrarrojos, lo que resulta en que la mayoría de la luz no se absorbe completamente por los cristales de ganancia láser, lo que a su vez exacerba la generación de calor del módulo de la bomba. Este calor debe ser disipado por un sistema de refrigeración por agua para la cabeza del láser, y se requiere una fuente de alimentación de múltiples kilovatios.

Para muchas aplicaciones industriales, las lámparas de ARC continuas tienen una vida útil limitada y deben reemplazarse cada 200 a 600 horas. Durante el reemplazo, la óptica de la cavidad a menudo necesita ser ajustada para mantener un buen patrón de salida láser. Este mantenimiento de rutina frecuente no solo aumenta los costos, sino que también puede afectar la estabilidad del sistema láser. Además, la alineación óptica puede derivarse con el tiempo, lo que requiere una recalibración regular, incluso sin considerar el reemplazo de la lámpara en sí.

En contraste,Diodo bombeado CWElimina significativamente estas limitaciones y desventajas. Los cristales láser dopados con neodimio tienen una alta absorción a longitudes de onda de 808 y 880 nm, que coinciden con las longitudes de onda de emisión de los diodos láser semiconductores de Ingaas. El diodo láser puede convertir eficientemente la energía eléctrica en la luz láser, que es absorbida efectivamente por el cristal dopado con neodimio, logrando una eficiencia de la plug-shall que es varias veces mayor que la de los láseres tradicionales con bombas de lámparas.

Además de la alta eficiencia eléctrica,Diodo bombeado CWTambién trae otras ventajas significativas. Debido a la baja potencia de salida, estos láseres generan relativamente poco calor, reduciendo los requisitos de enfriamiento. Además, están alimentados por suministros de bajo voltaje, compatibles con líneas monofásicas (110/220V) o utilidades de bajo voltaje en algunas máquinas de máquinas láser.

Además, debido al tamaño compacto de los diodos semiconductores, el tamaño general de la cabeza del láser puede reducirse significativamente. Para los OEM y los usuarios industriales, la larga vida de los diodos reduce aún más el tiempo de inactividad de mantenimiento. De hecho, con la mejora continua de la confiabilidad de los diodos en láseres de estado sólido con bombas de diodos, estos láseres han logrado muchos años de operación sin problemas.

En términos de la introducción de cristales láser, hay varios enfoques básicos para el CW bombeado por diodo, incluido el bombeo final y el bombeo lateral. Los láseres bombeados en extremo proporcionan un alto rendimiento y estabilidad de vigas de salida de alta calidad en el rango de potencia hasta decenas de vatios, mientras que los láseres bombeados laterales se centran en proporcionar hasta varios kilovatios de potencia cruda, aunque su calidad de haz está comprometida.

Desde la introducción deDiodo bombeado CW, se han estudiado numerosas geometrías de cristal láser con diversos grados de éxito comercial. Entre ellas, las varillas cilíndricas, placas y cristales de disco delgado son los más importantes. Dependiendo de los requisitos de potencia y modo, los cristales de láser de placa y varilla se pueden diseñar como bomba final o bomba, mientras que los cristales de disco solo se pueden volar. En general, los cristales de varilla dominan aplicaciones de baja/alta potencia y alta calidad de modo, mientras que los cristales de placa y disco a menudo se usan en láseres de alta potencia.