आधुनिक लेजर प्रौद्योगिकी में, डायोड पंपिंग मॉड्यूल अपनी उच्च दक्षता, विश्वसनीयता और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के कारण सॉलिड-स्टेट और फाइबर लेजर के लिए आदर्श पंप स्रोत बन गए हैं। हालांकि, इनके आउटपुट प्रदर्शन और सिस्टम स्थिरता को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों में से एक पंप मॉड्यूल के भीतर गेन वितरण की एकरूपता है।
1. लाभ वितरण एकरूपता क्या है?
डायोड पंपिंग मॉड्यूल में, कई लेजर डायोड बार एक सरणी में व्यवस्थित होते हैं, और उनका पंप प्रकाश एक ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से गेन माध्यम (जैसे Yb-डोप्ड फाइबर या Nd:YAG क्रिस्टल) में पहुंचाया जाता है। यदि पंप प्रकाश का शक्ति वितरण असमान है, तो इससे माध्यम में असममित गेन होता है, जिसके परिणामस्वरूप:
①लेजर आउटपुट की बीम गुणवत्ता में गिरावट
②समग्र ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में कमी
③थर्मल तनाव में वृद्धि और सिस्टम के जीवनकाल में कमी
④ऑपरेशन के दौरान ऑप्टिकल क्षति का उच्च जोखिम
इसलिए, पंप मॉड्यूल के डिजाइन और निर्माण में पंप प्रकाश वितरण में स्थानिक एकरूपता प्राप्त करना एक महत्वपूर्ण तकनीकी उद्देश्य है।
2. असमान लाभ वितरण के सामान्य कारण
①चिप उत्सर्जन शक्ति में भिन्नताएँ
लेजर डायोड चिप्स में स्वाभाविक रूप से बिजली की तीव्रता में उतार-चढ़ाव होता है। उचित छँटाई या क्षतिपूर्ति के बिना, ये अंतर लक्षित क्षेत्र में पंप की तीव्रता में असमानता पैदा कर सकते हैं।
②कोलिमिशन और फोकसिंग सिस्टम में त्रुटियाँ
ऑप्टिकल घटकों (जैसे, FAC/SAC लेंस, माइक्रोलेंस एरे, फाइबर कपलर) में गलत संरेखण या खामियों के कारण बीम के कुछ हिस्से इच्छित लक्ष्य से विचलित हो सकते हैं, जिससे हॉटस्पॉट या डेड ज़ोन बन सकते हैं।
③तापीय प्रवणता प्रभाव
सेमीकंडक्टर लेजर तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। खराब हीटसिंक डिजाइन या असमान शीतलन के कारण विभिन्न चिप्स के बीच तरंगदैर्ध्य में विचलन हो सकता है, जिससे युग्मन दक्षता और आउटपुट स्थिरता प्रभावित होती है।
④अपर्याप्त फाइबर आउटपुट डिज़ाइन
मल्टी-कोर फाइबर या बीम-कंबाइनिंग आउटपुट संरचनाओं में, कोर का अनुचित लेआउट भी गेन माध्यम में पंप प्रकाश के असमान वितरण का कारण बन सकता है।
3. लाभ एकरूपता में सुधार के लिए तकनीकें
①चिप सॉर्टिंग और पावर मैचिंग
प्रत्येक मॉड्यूल के भीतर एकसमान आउटपुट पावर सुनिश्चित करने के लिए लेजर डायोड चिप्स को सटीक रूप से छाँटें और समूहित करें, जिससे स्थानीयकृत ओवरहीटिंग और गेन हॉटस्पॉट को कम किया जा सके।
②अनुकूलित ऑप्टिकल डिज़ाइन
बीम ओवरलैप और फोकसिंग सटीकता में सुधार करने के लिए नॉन-इमेजिंग ऑप्टिक्स या होमोजेनाइजिंग लेंस (जैसे, माइक्रोलेंस एरे) का उपयोग करें, जिससे पंप लाइट प्रोफाइल को समतल किया जा सके।
③उन्नत तापीय प्रबंधन
चिप-टू-चिप तापमान में होने वाले उतार-चढ़ाव को कम करने और स्थिर उत्पादन बनाए रखने के लिए उच्च तापीय चालकता वाली सामग्रियों (जैसे, CuW, CVD डायमंड) और एकसमान तापमान नियंत्रण रणनीतियों का उपयोग करें।
④प्रकाश तीव्रता समरूपीकरण
गेन मीडियम के भीतर प्रकाश का अधिक समान स्थानिक वितरण प्राप्त करने के लिए पंप प्रकाश पथ के साथ डिफ्यूज़र या बीम-शेपिंग तत्वों को शामिल करें।
4. वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में व्यावहारिक मूल्य
उच्च स्तरीय लेजर प्रणालियों में—जैसे कि सटीक औद्योगिक प्रसंस्करण, सैन्य लेजर पदनाम, चिकित्सा उपचार और वैज्ञानिक अनुसंधान—लेजर आउटपुट की स्थिरता और बीम की गुणवत्ता सर्वोपरि है। असमान लाभ वितरण सीधे तौर पर सिस्टम की विश्वसनीयता और सटीकता को प्रभावित करता है, विशेष रूप से निम्नलिखित स्थितियों में:
①उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेजर: स्थानीय संतृप्ति या गैर-रेखीय प्रभावों से बचाव करता है
②फाइबर लेजर एम्पलीफायर: एएसई (एम्प्लीफाइड स्पॉन्टेनियस एमिशन) के संचय को दबाता है
③लिडार और रेंजफाइंडिंग सिस्टम: माप की सटीकता और दोहराव में सुधार करते हैं।
④मेडिकल लेजर: उपचार के दौरान ऊर्जा पर सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करता है।
5। उपसंहार
गेन वितरण की एकरूपता पंप मॉड्यूल का सबसे स्पष्ट पैरामीटर नहीं हो सकता है, लेकिन उच्च-प्रदर्शन लेजर सिस्टम को विश्वसनीय रूप से पावर देने के लिए यह आवश्यक है। लेजर की गुणवत्ता और स्थिरता की बढ़ती मांगों के साथ, पंप मॉड्यूल निर्माताओं को इस पर विशेष ध्यान देना चाहिए।“एकरूपता नियंत्रण”एक मूल प्रक्रिया के रूप में—डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों के लिए अधिक विश्वसनीय और सुसंगत लेजर स्रोत प्रदान करने के लिए चिप चयन, संरचनात्मक डिजाइन और थर्मल रणनीतियों को लगातार परिष्कृत किया जा रहा है।
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पोस्ट करने का समय: 20 अगस्त 2025