2025-04-23
Ako laserové ziskové materiály sa už dlho používajú kryštály a okuliare ND dopované a okuliare, ako napríklad ND: YAG (Neodymium: ytrium hliníkový granát). Opticky čerpané, môžu produkovať výstupné vlnové dĺžky blízko 1 µm, zatiaľ čo životnosť excitovaného stavu neodymia podporuje operáciu súvislých vĺn aj pulzných (Q-spínacích) operácií.
V tradičných laseroch je výstup intenzívnych bleskových žiaroviek a oblúkových žiaroviek zaostrený do valcovej laserovej kryštálovej tyče za vzniku modulu zisku. Tento modul sa potom umiestni vo vnútri laserovej dutiny, ktorá je zvyčajne dlhá niekoľko centimetrov a ohraničená vysokými reflektormi a čiastočnými reflektormi alebo výstupnými spojkami.
Tento prístup však čelí niekoľkým výzvam. Po prvé, svetlo čerpadla nie je účinné, čo je hlavne spôsobené neefektívnosťou lampy pri premene elektrickej energie na svetlo čerpadla, pričom vytvára veľa zbytočného tepla. Kritickejšie tieto žiarovky emitujú širokopásmové žiarenie vo viditeľných a infračervených rozsahoch, čo vedie k tomu, že väčšina svetla nie je úplne absorbovaná kryštálami laserového zisku, čo zase zhoršuje tvorbu tepla modulu čerpadla. Toto teplo sa musí rozptýliť systémom chladenia vodou pre laserovú hlavu a vyžaduje sa napájací zdroj s viacerými kilogramami.
Pri mnohých priemyselných aplikáciách majú nepretržité oblúkové žiarovky obmedzenú životnosť a je potrebné ich vymeniť každých 200 až 600 hodín. Počas výmeny je potrebné často doladiť optiku dutiny, aby sa udržal dobrý laserový výstupný vzor. Táto častá rutinná údržba nielen zvyšuje náklady, ale môže ovplyvniť aj stabilitu laserového systému. Optické zarovnanie sa navyše môže časom unášať, čo si vyžaduje pravidelnú rekalibráciu, a to aj bez toho, aby sa uvažovalo o výmene samotnej lampy.
Naopak,Pumpované diódy CWVýrazne eliminuje tieto obmedzenia a nevýhody. Laserové kryštály dotkované na neodymium majú vysokú absorpciu pri vlnových dĺžkach 808 a 880 nm, ktoré zodpovedajú emisným vlnovým dĺžkam polovodičových laserových laserových diód InGAAS. Laserová dióda môže účinne prevádzať elektrickú energiu na laserové svetlo, ktoré je účinne absorbované kryštálom dotkovaným nonodymiam, čím sa dosiahne účinnosť nástenných plukov, ktorá je niekoľkokrát vyššia ako v prípade tradičných laserov pumpovaných lampy.
Okrem vysokej elektrickej účinnosti,Pumpované diódy CWPrináša aj ďalšie významné výhody. Vďaka nízkemu výstupnému výkonu tieto lasery vytvárajú relatívne malé teplo, čím znižujú požiadavky na chladenie. Okrem toho sú poháňané nízkym napätím napájacích zdrojov, kompatibilných s jednofázovými (110/220V) linkami alebo nízkym napätím v niektorých laserových strojoch.
Okrem toho sa v dôsledku kompaktnej veľkosti polovodičových diód môže celková veľkosť laserovej hlavy výrazne znížiť. Pre OEM a priemyselných používateľov dlhá životnosť diód ďalej znižuje prestoje údržby. V skutočnosti, so neustálym zlepšovaním spoľahlivosti diódovej spoľahlivosti v laseroch na pevnom stave pumpovanej diódou dosiahli tieto lasery dlhoročné bezproblémové operácie.
Pokiaľ ide o zavedenie laserových kryštálov, existuje niekoľko základných prístupov k Diódovým čerpaným CW, vrátane koncového čerpania a bočného čerpania. End Pumped lasery poskytujú vysoko výkonnú a stabilitu vysoko kvalitných výstupných lúčov v výkone až do desiatok wattov, zatiaľ čo bočné čerpané lasery sa zameriavajú na poskytovanie až niekoľko kilowattov surovej energie, hoci ich kvalita lúča je ohrozená.
Od zavedeniaPumpované diódy CW, početné geometrie laserových kryštálov sa študovali s rôznym stupňom komerčného úspechu. Medzi nimi sú najdôležitejšie valcové tyče, dosky a tenké diskové kryštály. V závislosti od požiadaviek na napájanie a režim môžu byť kryštály laserových dosiek a tyčiniek navrhnuté ako koncové alebo postranné pumpované, zatiaľ čo diskové kryštály sa dajú iba koncové. Všeobecne platí, že kryštály tyčiniek dominujú aplikácie s nízkym/stredným výkonom a vysoko kvalitnými aplikáciami, zatiaľ čo kryštály doštičiek a diskov sa často používajú vo vysoko výkonných laseroch.