Vertikālā kaudzes diodes lāzers Ja lāzera tehnoloģiju jomā ir skaidra tendence, tas ir, šķiedru lāzeru pieaugums. Lielas jaudas griešanas un metināšanas lietojumos šķiedras lāzeri ir bijuši no lieljaudas CO2 lāzeriem un cietvielu lāzeri, lai iegūtu lielu tirgus daļu. Pašlaik daži galvenie šķiedru lāzeru ražotāji pēta daudz jaunu lietojumu, lai apmierinātu lielāku tirgus pieprasījumu.
Lieljaudas šķiedru lāzeros vienmodu sistēmām ir apmierinošas īpašības: tām ir augsts spilgtums, tās var koncentrēties līdz dažiem mikroniem līdz visaugstākajai izturībai. Viņiem ir arī vislielākais fokusa dziļums - vertikālā kaudzes diodes lāzers, kas padara tos ideāli piemērotus attālajai apstrādei.
Kādas ir vienmodu lieljaudas šķiedras lāzeru problēmas? Šīs problēmas var iedalīt trīs galvenajās jomās: a) uzlabota sūknēšana, b) aktīvo šķiedru projektēšana ar maziem optiskajiem zudumiem un darbojas tikai viena režīma režīmā, un c) pareiza iegūtā starojuma mērīšana. Šajā rakstā mēs pieņemam, ka izaicinājumu a) var atrisināt ar augstas spilgtuma lāzera diodēm un piemērotām sakabes metodēm, vertikālās kaudzes diodes lāzeru, tāpēc mēs koncentrējamies uz pārējām divām izaicinājuma jomām.
Aktīvās šķiedras konstrukcijā lieljaudas vienmodu darbībai vertikālā kaudzes diodes lāzera optimizēšanai ir divi vispārīgi parametri: dopings un ģeometrija. Visi parametri jānosaka, lai sasniegtu minimālos zaudējumus, viena režīma darbību un galīgo lieljaudas pastiprinājumu. Ideāls šķiedru pastiprinātājs nodrošinās vairāk nekā 90% no augsta konversijas līmeņa, nevainojamas gaismas kvalitātes un izejas jaudas, kuru ierobežo tikai pieejamā sūkņa jauda.
Tomēr viena režīma sistēmas pacelšana uz lielāku jaudu var izraisīt lielāku jaudas blīvumu aktīvajā kodolā, palielinātu termisko slodzi un daudzus nelineārus optiskos efektus, piemēram, stimulētu Raman izkliedi (SRS) un stimulētu Brillouin izkliedi (SBS). .
Visspilgtākais ir itterbija piedevu saturošās kvarca šķiedras raksturīgais efekts, un tas ir labi zināms pirmajās dienās, kad šķiedras lāzeri nav tik tīri kā mūsdienās, un tā ir fototaksis. Šajā procesā vertikālā kaudzes diode lāzers lāzera materiāla mijiedarbības dēļ materiālā tiek veidots defektu centrs vai krāsu centrs. Šis efekts ir parazitārs: tas pārveido sūkņa fotonus siltumā, kā rezultātā samazinās palielinājums un palielinās siltuma slodze.