Зі стрімким розвитком лазерних технологій, модуль посилення лазера з боковим накачуванням став ключовим компонентом потужних лазерних систем, стимулюючи інновації в промисловому виробництві, медичному обладнанні та наукових дослідженнях. У цій статті детально розглядаються його технічні принципи, ключові переваги та сценарії застосування, щоб підкреслити його цінність та потенціал.
I. Що таке модуль посилення лазера з боковим накачуванням?
Модуль посилення лазера з боковим накачуванням – це пристрій, який ефективно перетворює енергію напівпровідникового лазера на потужний лазерний вихід за допомогою конфігурації бокового накачування. Його основні компоненти включають середовище посилення (наприклад, Nd:YAG або Nd:YVO₄кристали), напівпровідникове джерело накачування, структура терморегуляції та оптичний резонаторний резонатор. На відміну від традиційних технологій торцевого або прямого електричного накачування, бічне накачування збуджує середовище підсилення більш рівномірно з кількох напрямків, значно підвищуючи вихідну потужність та стабільність лазера.
II. Технічні переваги: Чому варто обрати модуль посилення з боковим накачуванням?
1. Висока вихідна потужність та відмінна якість променя
Структура бічного накачування рівномірно впорскує енергію від кількох напівпровідникових лазерних решіток у кристал, пом'якшуючи ефект теплового лінзування, що спостерігається при торцевому накачуванні. Це дозволяє отримувати вихідну потужність кіловатного рівня, зберігаючи при цьому чудову якість променя (M² коефіцієнт < 20), що робить його ідеальним для точного різання та зварювання.
2. Виняткове терморегулювання
Модуль оснащений ефективною мікроканальною системою охолодження, яка швидко розсіює тепло від підсилювального середовища. Це забезпечує стабільну роботу в умовах постійного високого навантаження, подовжуючи термін служби лазера.'термін служби до десятків тисяч годин.
3. Масштабований та гнучкий дизайн
Модуль підтримує багатомодульне стекування або паралельні конфігурації, легко досягаючи підвищення потужності від сотень ват до десятків кіловат. Він також сумісний з режимами безперервної хвилі (CW), квазібезперервної хвилі (QCW) та імпульсного випромінювання, адаптуючись до різноманітних потреб застосувань.
4. Економічно ефективність
Порівняно з волоконними лазерами або дисковими лазерами, модулі посилення з боковим накачуванням пропонують нижчі виробничі витрати та спрощене обслуговування, що робить їх кращим високопродуктивним та економічно ефективним рішенням для промислового лазерного застосування.
III. Ключові сценарії застосування
1. Промислове виробництво
- Обробка металу: Використовується в автомобільній та аерокосмічній промисловості для різання товстих листів та зварювання глибоким проникненням.
- Новий енергетичний сектор: ідеально підходить для зварювання виводів літієвих акумуляторів та нанесення скарбів на фотоелектричні кремнієві пластини.
- Адитивне виробництво: застосовується у потужному лазерному напиленні та 3D-друку.
2. Медичне та естетичне обладнання
- Лазерна хірургія: використовується в урології (літотрипсія) та офтальмології.
- Естетичні процедури: Використовуються для видалення пігменту та відновлення рубців за допомогою імпульсних лазерів.
3. Наукові дослідження та захист
- Дослідження нелінійної оптики: Функціонує як джерело накачування для оптичних параметричних осциляторів (ОПО).
- Лазерний радар (LiDAR): забезпечує високоенергетичне імпульсне джерело світла для виявлення атмосфери та дистанційного зондування.
IV. Майбутні технологічні тенденції
1. Інтелектуальна інтеграція: поєднання алгоритмів штучного інтелекту для моніторингу температури насоса та вихідної потужності в режимі реального часу, що дозволяє адаптивне налаштування.
2. Розширення в галузі надшвидких лазерів: розробка пікосекундних/фемтосекундних імпульсних лазерних модулів за допомогою технології синхронізації мод для задоволення потреб прецизійної мікрообробки.
3. Зелений та енергоефективний дизайн: оптимізація ефективності електрооптичного перетворення (наразі перевищує 40%) для зменшення споживання енергії та вуглецевого сліду.
V. Висновок
Завдяки високій надійності, масштабованій архітектурі та перевагам у вартості, модуль посилення лазера з боковим накачуванням змінює ландшафт застосувань потужних лазерів. Незалежно від того, чи йдеться про просування інтелектуального виробництва в рамках Індустрії 4.0, чи про просування передових наукових досліджень, ця технологія виявляється незамінною для розширення меж лазерних технологій.
Час публікації: 02 квітня 2025 р.