Fiber Bağlantılı Diyot Lazeri

FCD (Fiber ile Birleştirilmiş Diyot), birden fazla diyot lazerin ürettiği ışığın, hedef yerin ışığını sağlamak için mikro mercek dizisi ile tek çekirdekli çok modlu bir fibere bağlandığı anlamına gelir.
Fiber-bağlı (ayrıca fiber-entegre) diyot lazerler de çeşitli avantajlara sahiptir:
Elyaftan çıkan ışık, dairesel ve pürüzsüz (homojenleştirilmiş) bir yoğunluk profiline ve birçok durumda çok uygun olan bir simetrik ışın kalitesine sahiptir. Örneğin, son pompalı katı hal lazeri için dairesel bir pompa noktası oluşturmak için daha az karmaşık optikler gereklidir.
Lazer diyotlarını, soğutma düzenleri ile birlikte, örneğin, çıkarılabilir. daha katı olabilen bir katı hal lazer kafasından, bu yerdeki diğer parçalar için daha fazla alan kalıyor.
Arızalı fiber-bağlı diyot lazerler, ışığın kullanıldığı cihazın hizalamasını değiştirmeden kolayca değiştirilebilir.
Fiber-kuplajlı cihazlar diğer fiber-optik bileşenlerle kolaylıkla birleştirilebilir.

1. Sürekli dalga, yüksek güç
2. Düzgün enerji dağılımı
3. Düşük hasar oranı
4. Ömrü 50 milyona kadar çekilebilir

Hacim Oranı = 1: 15

1 Genişletilen soğutma kanalı, soğutmayı etkili bir şekilde sağlayan mikro kanal tıkanmasını önler.

2 Daha büyük bir lazer üreteci hacmi ile azalan ısı akısı, lazerde termal hasarı önler.

Fiber HR, Fiber HR XL ve Fiber HR II fiber çift lazerli lazer epilasyon makinesi hakkında daha fazla bilgi edinin.

Fiber Bağlantılı Diyot Lazerler Türleri

Birçok diyot lazeri, fiber paketinde, lazer paketinin içine yerleştirilmiş sağlam fiber kaplin optikleri (örneğin, kalıcı lazerle kaynaklanmış fiber eki) ile satılmaktadır. Kullanılan fiberler ve teknikler farklı diyot lazerleri için çok farklıdır:

En basit durum, genellikle yüksek ışın kalitesi, orta ışın uzaklaşması, astigmatizma ve dairesel bir yoğunluk profili ile bir ışın üreten bir VCSEL (dikey kavite yüzey yayan lazer). Bir tek modlu fiberin çekirdeğine yayılan noktayı görüntülemek için basit bir küresel mercek yeterlidir. Birleştirme verimliliği% 70–80 arasında olabilir. Fiberi VCSEL’in yayılan yüzeyine doğrudan (popo çift) birleştirmek de mümkündür.

Küçük kenar yayan lazer diyotları aynı zamanda tek bir uzaysal modda da yayılırlar, böylece prensipte tek modlu bir fibere verimli bir şekilde bağlanabilirler. Bununla birlikte, basit bir küresel mercek kullanılırsa, bağlama etkinliği ışının eliptikliği ile önemli ölçüde azaltılabilir. Ayrıca, ışın sapması nispeten yüksek sayısal açıklığa sahip bir mercek gerektiren en az bir yönde nispeten yüksektir. Diğer bir problem, özellikle kazançlı diyotlar için diyot çıkışının astigmatizmasıdır; Bu, ek bir zayıf silindirik mercekle telafi edilebilir. Birkaç yüz milihara kadar çıkış güçleri ile, örneğin, erbiyum katkılı fiber amplifikatörlerini pompalamak için fiber-bağlı kazançlı kılavuz LD’ler kullanılabilir.

Geniş alan lazer diyotları yayıcının uzun yönünde uzamsal olarak çok modludur. Dairesel bir ışın, silindirik bir mercekle (örneğin, bir fiber lens, Şekil 3’e bakın) şekillendirilir ve daha sonra çok modlu bir fibere aktarılırsa, çok fazla parlaklık kaybolur, çünkü hızlı eksen yönünde yüksek ışın kalitesi olamaz. yararlanılmalıdır. Ör. 1 W, 50 mikronluk bir çekirdek çapa ve 0.12’lik bir sayısal açıklığa (NA) sahip olan çok modlu bir fibere yerleştirilebilir. Bu yeterli örn. Düşük güçte bir toplu lazerin pompalanması için, örn. amikrochip lazeri. Fırlatılan 10 W gücünde bile mümkündür.

Geniş alanlı lazerler için geliştirilmiş bir teknik, başlatılmadan önce bir simetrik ışın kalitesi (ve sadece simetrik ışın yarıçapı) için ışının yeniden şekillendirilmesine dayanmaktadır. Bu daha yüksek bir parlaklık sağlar.

Diyot çubukları için (diyot dizileri), asimetrik ışın kalitesi sorunu daha da şiddetlidir. Burada, bireysel emitörlerin çıktıları bir fiber demetinin ayrı fiberlerine birleştirilebilir. Elyaflar, diyot çubuğunun yan tarafındaki doğrusal bir dizide, ancak çıkış ucunda dairesel bir dizi olarak düzenlenmiştir. Alternatif olarak, kiriş kalitesini simetrizmek için bir çeşit ışın şekillendirici, tek bir çok modlu fiber içine fırlatmadan önce kullanılabilir. Bu, örn. iki ayna ışın şekillendirici veya bazı mikro gözenekli elemanlarla. Mesela, örn. 30 couple 200 μm (veya hatta 100 μm) çekirdek çapına ve 0.22’lik bir NA’ya sahip bir lifi birleştirmek için. Böyle bir cihaz, örneğin, yaklaşık 15 W çıkış gücü ile anNd: YAG veya Nd: YVO4 lazerin pompalanması için kullanılabilir.

Diyot yığınları için, hala daha büyük çekirdek çaplı lifler kullanılır. Mesela, örn. 600 μm çekirdek çapına ve NA = 0.22’ye sahip bir fibere yüzlerce watt (hatta birkaç kilowatt) optik güce güç vermek.

Fiber Kaplinin dezavantajları

Serbest uzay yayan lazerlerle karşılaştırıldığında fiber-bağlı diyot lazerlerin bazı potansiyel dezavantajları şunlardır:

1. Maliyet daha yüksektir. Bununla birlikte, bu daha basit ışın işleme ve dağıtımından elde edilen tasarruf ile dengelenebilir.
2. Çıkış gücü biraz azalır ve daha da önemlisi parlaklık. Parlaklık kaybı, fiber bağlanma tekniğine bağlı olarak, önemli ölçüde (büyüklük sırasından daha fazla) veya daha küçük olabilir. Bazı durumlarda, bu önemli olmayabilir, ancak diğer durumlarda önemli zorluklar ortaya çıkarır, örn. diyot pompalı toplu lazer veya yüksek güçlü fiber lazer tasarımı için.
3. Çoğu durumda (özellikle çok modlu fiberlerde), fiber polarizasyonun korunması değildir. Fiber çıktısı daha sonra normal olarak kısmen polarize olur ve polarizasyonlar fiber hareket ettiğinde veya sıcaklık değiştiğinde değişebilir. Bu, pompa emilimi polarizasyona bağımlı olduğunda (örn., Nd: YVO4’te olduğu gibi) diyot pompalı katı hal lazerlerinin önemli stabilite problemlerine neden olabilir.