ไดโอดปั๊ม CW: ตัวเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพ!

คริสตัลและแว่นตา ND-doped เช่น ND: YAG (Neodymium: Garnet อลูมิเนียม Yttrium) ได้ถูกใช้เป็นวัสดุที่ได้รับเลเซอร์มานาน ปั๊มแสงพวกเขาสามารถสร้างความยาวคลื่นเอาท์พุทใกล้กับ 1µm ในขณะที่อายุการใช้งานที่น่าตื่นเต้นของ Neodymium รองรับทั้งคลื่นต่อเนื่องและการดำเนินการพัลซิ่ง (Q-switched)

ในเลเซอร์แบบดั้งเดิมเอาท์พุทของไฟแฟลชที่เข้มข้นและหลอดอาร์คจะเน้นไปที่ก้านคริสตัลเลเซอร์ทรงกระบอกเพื่อสร้างโมดูลเกน โมดูลนี้จะถูกวางไว้ในโพรงเลเซอร์ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความยาวหลายนิ้วและล้อมรอบด้วยตัวสะท้อนแสงสูงและตัวสะท้อนแสงบางส่วนหรือข้อต่อเอาท์พุท

อย่างไรก็ตามวิธีการนี้ต้องเผชิญกับความท้าทายหลายประการ อย่างแรกแสงปั๊มไม่ได้มีประสิทธิภาพซึ่งส่วนใหญ่เป็นเพราะความไร้ประสิทธิภาพของหลอดไฟในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงปั๊มในขณะที่สร้างความร้อนที่ไร้ประโยชน์มากมาย ยิ่งไปกว่านั้นหลอดไฟเหล่านี้ปล่อยรังสีบรอดแบนด์ในช่วงที่มองเห็นได้และอินฟราเรดส่งผลให้แสงส่วนใหญ่ไม่ได้รับการดูดซึมอย่างเต็มที่โดยผลึกเลเซอร์ที่ได้รับซึ่งจะทำให้การสร้างความร้อนของโมดูลปั๊ม ความร้อนนี้จะต้องหายไปโดยระบบระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับหัวเลเซอร์และต้องใช้แหล่งจ่ายไฟหลายกิโลวัตต์

สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมจำนวนมากโคมไฟอาร์คต่อเนื่องมีอายุการใช้งานที่ จำกัด และจำเป็นต้องเปลี่ยนทุก ๆ 200 ถึง 600 ชั่วโมง ในระหว่างการแทนที่เลนส์โพรงมักจะต้องได้รับการปรับแต่งเพื่อรักษารูปแบบเอาต์พุตเลเซอร์ที่ดี การบำรุงรักษาตามปกตินี้ไม่เพียง แต่เพิ่มค่าใช้จ่าย แต่ยังสามารถส่งผลกระทบต่อความเสถียรของระบบเลเซอร์ นอกจากนี้การจัดตำแหน่งแบบออพติคอลสามารถล่องลอยไปตามกาลเวลาต้องใช้การปรับเทียบใหม่เป็นประจำแม้ว่าจะไม่ได้พิจารณาการเปลี่ยนหลอดไฟเอง

ในทางตรงกันข้ามไดโอดสูบ CWกำจัดข้อ จำกัด และข้อเสียเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ คริสตัลเลเซอร์ที่เจือด้วยนีโอไดเมียมมีการดูดซับสูงที่ความยาวคลื่น 808 และ 880 นาโนเมตรซึ่งตรงกับความยาวคลื่นการปล่อยก๊าซของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ Ingaas ไดโอดเลเซอร์สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งถูกดูดซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยผลึกที่มีเนื้องอกนีโอไดเมียมได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการปลั๊กผนังซึ่งสูงกว่าเลเซอร์ที่ติดโคมไฟแบบดั้งเดิมหลายเท่า

นอกจากประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงแล้วไดโอดสูบ CWนอกจากนี้ยังนำข้อได้เปรียบที่สำคัญอื่น ๆ เนื่องจากกำลังเอาต์พุตต่ำเลเซอร์เหล่านี้สร้างความร้อนค่อนข้างน้อยลดความต้องการการระบายความร้อน นอกจากนี้ยังใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้าต่ำเข้ากันได้กับเส้นเฟสเดี่ยว (110/220V) หรือยูทิลิตี้แรงดันไฟฟ้าต่ำในเครื่องมือเครื่องเลเซอร์บางตัว

นอกจากนี้เนื่องจากขนาดกะทัดรัดของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ขนาดโดยรวมของหัวเลเซอร์สามารถลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญ สำหรับ OEM และผู้ใช้ในอุตสาหกรรมอายุการใช้งานที่ยาวนานของไดโอดช่วยลดการหยุดทำงานของการบำรุงรักษาเพิ่มเติม ในความเป็นจริงด้วยการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของไดโอดอย่างต่อเนื่องในเลเซอร์โซลิดสเตตแบบไดโอดเลเซอร์เลเซอร์เหล่านี้ประสบความสำเร็จในการทำงานที่ปราศจากปัญหามานานหลายปี

ในแง่ของการแนะนำของคริสตัลเลเซอร์มีวิธีการพื้นฐานหลายวิธีในการสูบ CW ไดโอดรวมถึงการสูบฉีดสิ้นสุดและการสูบน้ำด้านข้าง เลเซอร์ที่สูบแล้วให้ประสิทธิภาพสูงและเสถียรภาพของคานเอาท์พุทคุณภาพสูงในช่วงพลังงานลงไปจนถึงสิบวัตต์ในขณะที่เลเซอร์ที่สูบด้านข้างมุ่งเน้นไปที่การให้พลังงานดิบหลายกิโลวัตต์แม้ว่าคุณภาพของลำแสงจะถูกบุกรุก

ตั้งแต่การแนะนำไดโอดสูบ CWมีการศึกษารูปทรงคริสตัลเลเซอร์จำนวนมากด้วยความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกัน ในหมู่พวกเขาแท่งทรงกระบอกจานและผลึกดิสก์บาง ๆ เป็นสิ่งสำคัญที่สุด ขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานและโหมดคริสตัลแผ่นและเลเซอร์แบบก้านสามารถออกแบบเป็นทั้งแบบพัมพัมหรือก้านด้านข้างในขณะที่คริสตัลดิสก์สามารถสูบฉีดได้เท่านั้น โดยทั่วไปแล้วคริสตัลก้านจะควบคุมพลังงานต่ำ/ปานกลางและการใช้งานที่มีคุณภาพสูงในขณะที่แผ่นแผ่นและดิสก์มักใช้ในเลเซอร์กำลังสูง