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Du rubis au cristal dopé au niobium : quelle est la technologie de base des lasers à solide pompés par diode
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, le laser à semi-conducteurs pompé par diode (DPSSL), en tant que technologie laser émergente, a progressivement occupé une place dans diverses applications en raison de son excellente efficacité et de sa conception compacte. Cette technologie repose principalement sur l'utilisation de diodes laser pour fournir de l'énergie à un milieu de gain à l'état solide (tel qu'un cristal YAG dopé au rubis ou au niobium) afin de générer un faisceau laser. Ce qui suit est une discussion approfondie de la technologie de base de DPSSL.
Présentation de la technologie de base
Pour les lasers à semi-conducteurs pompés par diode, l'efficacité du couplage énergétique affecte directement les performances finales du laser de sortie. En ajustant la longueur d'onde de la diode laser pour obtenir le coefficient d'absorption optimal dans le cristal, le DPSSL peut fonctionner à une énergie photonique de pompe inférieure, améliorant ainsi considérablement l'efficacité globale de la conversion d'énergie.
Par rapport aux lampes à décharge à haute intensité, la DPSSL s'appuie sur sa densité de puissance plus élevée pour rendre la conception globale plus compacte et minimiser les pertes d'énergie.
Technologie de couplage et performances du faisceau
Les diodes laser haute puissance sont généralement fabriquées sous forme de bande, qui contient plusieurs diodes laser à bande unique adjacentes les unes aux autres. Grâce à des moyens techniques, le faisceau laser est dirigé vers le cristal à travers un condenseur spécifique, ce qui augmente considérablement la luminosité du faisceau, améliorant ainsi la qualité du faisceau et prolongeant la durée de vie de la diode.
Cette technologie rend non seulement le faisceau laser plus précis grâce à un alignement rapide de l'axe optique, mais réduit également les effets de diffraction sur de longues distances, maintenant ainsi la haute intensité et la stabilité du faisceau.
Applications DPSSL grand public d'aujourd'hui
Le pointeur laser vert 532 nm est l'un des DPSSL les plus couramment utilisés à l'heure actuelle. Lorsqu'une diode laser infrarouge de 808 nm est utilisée pour pomper un cristal YAG dopé au niobium ou YVO4 dopé au niobium, une longueur d'onde laser de 1064 nm peut être générée, puis une multiplication de fréquence est effectuée à travers le cristal KTP pour générer un faisceau de 532 nm. . L’efficacité de ce DPSSL vert est d’environ 20 %, et peut même atteindre 35 % dans des conditions optimales.
Comparaison entre le DPSSL et le laser à diode
Bien que le DPSSL et le laser à diode simple soient tous deux des technologies laser à semi-conducteurs, ils présentent tous deux leurs propres avantages et inconvénients. La qualité du faisceau du DPSSL est généralement relativement élevée et peut atteindre une puissance de sortie extrêmement élevée, tandis que le coût des lasers à diode est relativement inférieur et que son fonctionnement et sa modularité sont plus flexibles. Grâce à une conception raisonnable, ces technologies laser jouent chacune un rôle indispensable dans différents domaines professionnels.
Bien que le DPSSL présente des avantages en termes de performances, les lasers à diode sont nettement plus attractifs en termes de prix et d'efficacité énergétique.
Perspectives et défis futurs
Alors que la demande de DPSSL haute puissance continue d'augmenter, des recherches visant à améliorer son efficacité sont également en cours. En particulier, le développement de nouvelles sources de pompe à diodes verrouillées en longueur d’onde a considérablement amélioré l’efficacité du laser et les caractéristiques spectrales du DFSSL.
Ces avancées technologiques se traduiront non seulement par des performances supérieures, mais réduiront également les coûts d'exploitation globaux de la technologie laser.
Conclusion
En raison de leur haute efficacité et de leur miniaturisation, les lasers à semi-conducteurs pompés par diode élargissent continuellement leur gamme d'applications, allant de la production industrielle à la vie quotidienne. De tels progrès technologiques affecteront-ils l'orientation future du développement de la technologie laser ?
