Razlike između poluvodičkih lasera i vlaknastih lasera

Glavna razlika izmeđuPoluvodički laseriiVlaknasti laserije dielektrični materijal koji se koristi za emitiranje laserske svjetlosti. Medij za pojačanje koji se koristi u poluvodičkim laserima je poluvodički materijal, obično galijev arsenid, itd. Medij za pojačanje koji se koristi u laserima s vlaknima je optičko vlakno. Dva lasera također rade različito. Poluvodički laseri mogu izravno postići elektro-optičku pretvorbu, odnosno izravno stimulirati poluvodičke materijale da emitiraju lasersko svjetlo kroz struju. Međutim, vlaknasti laseri ne mogu izravno postići elektro-optičku pretvorbu. Oni zahtijevaju upotrebu svjetla (obično iz laserske diode) za pumpanje medija za pojačanje kako bi se postigla optička-optička pretvorba. Što se tiče odvođenja topline, vlaknasti laseri pokazuju značajne prednosti. Općenito govoreći, fiber laseri zahtijevaju samo hlađenje zrakom, što uvelike smanjuje njihove troškove rada i održavanja. Ali bilo da se radi o optičkim vlaknima ili laseru u čvrstom stanju, njihova temeljna tehnologija proizlazi iz razvoja poluvodičkih lasera. Stoga je razumijevanje principa rada i izvedbe poluvodičkih lasera od velike važnosti za razumijevanje razvoja cjelokupne laserske tehnologije.

Slijedi uvod u razlike između poluvodičkih lasera i lasera s vlaknima.

1. Različiti dielektrični materijali. Razlika između fiber lasera i poluvodičkih lasera je u tome što koriste različite dielektrične materijale za emitiranje lasera. Medij za pojačanje koji koriste laseri s vlaknima je optičko vlakno, a medij za pojačanje koji koriste poluvodički laseri su poluvodički materijali, općenito galij arsenid, indij galij arsenid, itd.

2. Različiti mehanizmi luminescencije. Mehanizam luminiscencije poluvodičkih lasera: to je prijelaz čestica između vodljive vrpce i valentne vrpce da proizvedu fotone. Budući da je poluvodič, može se koristiti električna pobuda, što je izravna elektro-optička pretvorba. Optičko vlakno ne može izravno ostvariti elektro-optičku pretvorbu i treba koristiti svjetlost za pumpanje medija pojačanja (općenito pumpano laserskom diodom). Ono što ostvaruje je pretvorba svjetlosti u optičku.

3. Izvedba disipacije topline je drugačija. Svjetlovodni laseri imaju dobru disipaciju topline i obično se hlade zrakom. Na poluvodičke lasere uvelike utječe temperatura. Kada je snaga velika, potrebno je vodeno hlađenje.

4. Glavne karakteristike Glavne karakteristike različitih fiber lasera su mala veličina i fleksibilnost uređaja. Laserski izlazni spektar ima mnogo linija, dobru monokromatičnost i širok raspon ugađanja. A njegova izvedba nema nikakve veze sa smjerom polarizacije svjetlosti, a gubitak spoja između uređaja i optičkog vlakna je mali. Učinkovitost pretvorbe je visoka, a laserski prag nizak. Geometrija vlakana ima vrlo mali volumen i površinu, plus laser i pumpa mogu se u potpunosti spojiti u jednomodnom stanju. Poluvodički laseri lako se integriraju s drugim poluvodičkim uređajima. Njegove karakteristike su da se može izravno električki modulirati; jednostavno je ostvariti optoelektroničku integraciju s različitim optoelektroničkim uređajima; malih je dimenzija i male težine; ima malu pogonsku snagu i struju; ima visoku učinkovitost i dug radni vijek; kompatibilan je s tehnologijom proizvodnje poluvodiča; a može se proizvoditi u velikim količinama.

5. Primjene različitih vlaknastih lasera uglavnom se koriste u komunikacijama s laserskim vlaknima, laserskim svemirskim komunikacijama na velike udaljenosti, industrijskoj brodogradnji, proizvodnji automobila, laserskom graviranju, laserskom označavanju, laserskom rezanju, valjcima za ispis, bušenju metala i nemetala, rezanju i zavarivanju (tvrdo lemljenje, kaljenje), oblaganje i duboko zavarivanje), vojna obrana i sigurnost, medicinska oprema i oprema, infrastruktura velikih razmjera, kao izvor pumpe za druge lasere itd. Poluvodički laseri naširoko se koriste u laserskom mjerenju udaljenosti, lidaru, laserskim komunikacijama , oružje za lasersku simulaciju, lasersko upozorenje, lasersko navođenje i praćenje, paljenje i detonacija, automatska kontrola, instrumenti za otkrivanje itd.

Gore navedeno je razlika između poluvodičkih lasera i lasera s vlaknima. Poput tradicionalnih krutih i plinskih lasera, vlaknasti laseri također se sastoje od tri osnovna elementa: izvora pumpe, medija pojačanja i rezonantne šupljine. Izvor pumpe općenito koristi poluvodički laser velike snage, a medij pojačanja je optičko vlakno dopirano rijetkom zemljom ili obično nelinearno optičko vlakno. Rezonantna šupljina može biti sastavljena od komponenti optičke povratne sprege kao što su vlaknaste rešetke za formiranje različitih linearnih rezonantnih šupljina ili se spojnice mogu koristiti za formiranje raznih prstenastih rezonatora. rezonantna šupljina. Svjetlo pumpe je spojeno u vlakno pojačanja preko odgovarajućeg optičkog sustava. Nakon apsorbiranja svjetla pumpe, vlakno pojačanja stvara inverziju broja čestica ili nelinearno pojačanje i generira spontanu emisiju. Generirana spontana emisija svjetlosti podvrgava se ekscitacijskom pojačanju i odabiru moda rezonantne šupljine, te na kraju stvara stabilan laserski izlaz.

Najveća primjena poluvodičkih lasera je kao izvor pumpe za fiber lasere i solid-state lasere. Kada se poluvodički laser koristi kao izvor pumpe optičkog lasera, struktura sustava pumpe može se fundamentalno pojednostaviti, a razina snage pumpe može se povećati povećanjem snage jedinice. Kako vlaknasti laseri i laseri u čvrstom stanju imaju sve veće zahtjeve za izlaznu snagu, veći zahtjevi se postavljaju i na snagu poluvodičkih izvora pumpe.

Zbog ograničenja kvalitete snopa, tradicionalne poluvodičke lasere teško je izravno koristiti za rezanje metala. Posljednjih godina, s poboljšanjem tehnologije spajanja poluvodiča i postupnim sazrijevanjem nove tehnologije kombiniranja snopa, neki poluvodički laseri s izlazom vlakana s kilovatnom ili višom razinom također mogu zadovoljiti zahtjeve kvalitete snopa za rezanje. Osim toga, zbog raznolikosti valnih duljina poluvodičkih lasera, valna duljina kratkovalnih poluvodičkih lasera vrlo je blizu maksimuma apsorpcije valne duljine aluminija. Stoga su u automobilskoj industriji poluvodički laseri velike snage vrlo prikladni za zavarivanje aluminijskih karoserija automobila. Trenutno se poluvodički laseri s izlaznom snagom lasera između 2KW i 6KW široko koriste u proizvodnom procesu automobilske industrije.

U području izravne obrade materijala, kvalitetu zrake poluvodičkih lasera teško je nadmašiti onu vlaknastih lasera. Međutim, poluvodički laseri vrlo su prikladni za zavarivanje i rezanje tankih ploča. Razvoj poluvodičkih lasera velike snage omogućio je mnoge važne primjene. Ovi su laseri zamijenili mnoge tradicionalne tehnologije i donijeli nam mnoge nove proizvode.

Općenito govoreći, zbog kontinuiranog razvoja tehnologije, područja primjene poluvodičkih lasera neprestano se mijenjaju, a te se promjene još uvijek događaju. Općenito govoreći, poluvodički laseri se razvijaju prema kraćim valnim duljinama emisije i većim snagama emisije kako bi se prilagodili trenutnim potrebama tržišta.

Kontakt podaci:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.