डायोड पंपिंग मॉड्यूल में लाभ वितरण की एकरूपता: प्रदर्शन स्थिरता की कुंजी

आधुनिक लेज़र तकनीक में, डायोड पंपिंग मॉड्यूल अपनी उच्च दक्षता, विश्वसनीयता और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के कारण सॉलिड-स्टेट और फाइबर लेज़रों के लिए आदर्श पंप स्रोत बन गए हैं। हालाँकि, उनके आउटपुट प्रदर्शन और सिस्टम स्थिरता को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों में से एक पंप मॉड्यूल के भीतर लाभ वितरण की एकरूपता है।

1. लाभ वितरण एकरूपता क्या है?

डायोड पंपिंग मॉड्यूल में, कई लेज़र डायोड बार एक सरणी में व्यवस्थित होते हैं, और उनका पंप प्रकाश एक ऑप्टिकल सिस्टम के माध्यम से लाभ माध्यम (जैसे Yb-डोप्ड फाइबर या Nd:YAG क्रिस्टल) में पहुँचाया जाता है। यदि पंप प्रकाश का शक्ति वितरण असमान है, तो इससे माध्यम में असममित लाभ होता है, जिसके परिणामस्वरूप:

1लेज़र आउटपुट की खराब बीम गुणवत्ता

2समग्र ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में कमी

2तापीय तनाव में वृद्धि और प्रणाली का जीवनकाल कम होना

2ऑपरेशन के दौरान ऑप्टिकल क्षति का उच्च जोखिम

इसलिए, पंप प्रकाश वितरण में स्थानिक एकरूपता प्राप्त करना पंप मॉड्यूल डिजाइन और विनिर्माण में एक महत्वपूर्ण तकनीकी उद्देश्य है।

2. असमान लाभ वितरण के सामान्य कारण

1चिप उत्सर्जन शक्ति में भिन्नताएँ

लेज़र डायोड चिप्स स्वाभाविक रूप से शक्ति में भिन्नता प्रदर्शित करते हैं। उचित छंटाई या क्षतिपूर्ति के बिना, ये अंतर लक्ष्य क्षेत्र में असंगत पंप तीव्रता का कारण बन सकते हैं।

2कोलिमेशन और फोकसिंग प्रणालियों में त्रुटियाँ

ऑप्टिकल घटकों (जैसे, एफएसी/एसएसी लेंस, माइक्रोलेंस एरे, फाइबर कपलर) में गलत संरेखण या दोष के कारण किरण के कुछ भाग इच्छित लक्ष्य से विचलित हो सकते हैं, जिससे हॉटस्पॉट या मृत क्षेत्र बन सकते हैं।

2थर्मल ग्रेडिएंट प्रभाव

अर्धचालक लेज़र तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। खराब हीट सिंक डिज़ाइन या असमान शीतलन विभिन्न चिप्स के बीच तरंगदैर्ध्य विचलन का कारण बन सकता है, जिससे युग्मन दक्षता और आउटपुट स्थिरता प्रभावित होती है।

2अपर्याप्त फाइबर आउटपुट डिज़ाइन

मल्टी-कोर फाइबर या बीम-कम्बाइनिंग आउटपुट संरचनाओं में, अनुचित कोर लेआउट के परिणामस्वरूप लाभ माध्यम में असमान पंप प्रकाश वितरण भी हो सकता है।

3. एकरूपता में सुधार की तकनीकें

1चिप सॉर्टिंग और पावर मिलान

प्रत्येक मॉड्यूल के भीतर एकसमान आउटपुट पावर सुनिश्चित करने के लिए लेजर डायोड चिप्स को सटीक रूप से स्क्रीन और समूहित करें, स्थानीयकृत ओवरहीटिंग और लाभ हॉटस्पॉट को न्यूनतम करें।

2अनुकूलित ऑप्टिकल डिज़ाइन

बीम ओवरलैप और फोकसिंग सटीकता में सुधार करने के लिए गैर-इमेजिंग ऑप्टिक्स या होमोजीनाइजिंग लेंस (जैसे, माइक्रोलेंस एरे) का उपयोग करें, जिससे पंप प्रकाश प्रोफ़ाइल समतल हो जाए।

2उन्नत थर्मल प्रबंधन

चिप-टू-चिप तापमान में उतार-चढ़ाव को कम करने और स्थिर आउटपुट बनाए रखने के लिए उच्च तापीय चालकता सामग्री (जैसे, CuW, CVD हीरा) और समान तापमान नियंत्रण रणनीतियों का उपयोग करें।

2प्रकाश तीव्रता समरूपीकरण

लाभ माध्यम के भीतर प्रकाश का अधिक समान स्थानिक वितरण प्राप्त करने के लिए पंप प्रकाश पथ के साथ डिफ्यूज़र या बीम-आकार देने वाले तत्वों को शामिल करें।

4. वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में व्यावहारिक मूल्य

उच्च स्तरीय लेज़र प्रणालियों में—जैसे कि सटीक औद्योगिक प्रसंस्करण, सैन्य लेजर पदनाम, चिकित्सा उपचार और वैज्ञानिक अनुसंधान—लेज़र आउटपुट की स्थिरता और बीम गुणवत्ता सर्वोपरि है। असमान लाभ वितरण सीधे तौर पर सिस्टम की विश्वसनीयता और सटीकता को प्रभावित करता है, खासकर निम्नलिखित परिदृश्यों में:

1उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेज़र: स्थानीय संतृप्ति या अरैखिक प्रभावों से बचाता है

2फाइबर लेजर एम्पलीफायर: एएसई (एम्पलीफाइड स्पॉन्टेनियस एमिशन) बिल्डअप को दबाता है

2LIDAR और रेंजफाइंडिंग सिस्टम: माप सटीकता और दोहराव में सुधार करता है

2मेडिकल लेज़र: उपचार के दौरान सटीक ऊर्जा नियंत्रण सुनिश्चित करता है

5। उपसंहार

लाभ वितरण की एकरूपता पंप मॉड्यूल का सबसे स्पष्ट पैरामीटर नहीं हो सकता है, लेकिन उच्च-प्रदर्शन लेज़र प्रणालियों को विश्वसनीय रूप से संचालित करने के लिए यह आवश्यक है। चूँकि लेज़र की गुणवत्ता और स्थिरता की माँग लगातार बढ़ रही है, इसलिए पंप मॉड्यूल निर्माताओं को इस पर ध्यान देना चाहिए।“एकरूपता नियंत्रण”एक मुख्य 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 करना।

क्या आप जानना चाहते हैं कि हम अपने पंप मॉड्यूल में लाभ एकरूपता को कैसे अनुकूलित करते हैं? हमारे समाधानों और तकनीकी सहायता के बारे में अधिक जानने के लिए आज ही हमसे संपर्क करें।