Vertical Stack Diode Laser Nếu có một xu hướng rõ ràng trong lĩnh vực công nghệ laser, đó là sự nổi lên của laser sợi quang. Trong các ứng dụng hàn và cắt công suất cao, laser sợi quang đã từ laser CO2 công suất cao và laser trạng thái rắn để chiếm một số lượng lớn thị phần. Hiện tại, một số nhà sản xuất laser sợi quang chính đang khám phá nhiều ứng dụng mới để đáp ứng nhiều hơn nhu cầu thị trường.
Trong laser sợi quang công suất cao, hệ thống đơn mode có các đặc điểm thỏa đáng: chúng có độ sáng cao, có thể hội tụ đến cường độ cao nhất đến vài micron. Chúng cũng có độ sâu lấy nét lớn nhất, Laser Diode xếp chồng dọc, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho việc gia công từ xa.
Thách thức của laser sợi quang công suất cao đơn mode là gì? Những thách thức này có thể được chia thành ba lĩnh vực chính: a) bơm cải tiến, b) thiết kế các sợi quang hoạt động với tổn hao quang học thấp và chỉ hoạt động ở chế độ đơn, và c) đo lường chính xác bức xạ thu được. Trong bài báo này, chúng tôi giả định rằng thách thức a) có thể được giải quyết bằng điốt laze có độ sáng cao và kỹ thuật ghép nối thích hợp, Laser Diode xếp chồng dọc nên chúng tôi tập trung vào hai lĩnh vực thách thức còn lại.
Trong thiết kế sợi quang hoạt động cho hoạt động đơn chế độ công suất cao, Laser Diode xếp chồng dọc có hai thông số chung để tối ưu hóa: doping và hình học. Tất cả các thông số phải được xác định để đạt được tổn thất tối thiểu, hoạt động ở chế độ đơn và khuếch đại công suất cao cuối cùng. Bộ khuếch đại sợi quang hoàn hảo sẽ cung cấp hơn 90% tỷ lệ chuyển đổi cao, chất lượng chùm tia hoàn hảo và công suất đầu ra chỉ bị giới hạn bởi công suất bơm có sẵn.
Tuy nhiên, việc nâng một hệ thống chế độ đơn lên công suất cao hơn có thể dẫn đến mật độ năng lượng cao hơn trong lõi hoạt động, tăng tải nhiệt và nhiều hiệu ứng quang học phi tuyến tính như tán xạ Raman kích thích (SRS) và tán xạ Brillouin kích thích (SBS) .
Nổi bật nhất là hiệu ứng điển hình của sợi thạch anh pha tạp ytterbium, và nó được biết đến nhiều trong những ngày đầu tiên khi laser sợi quang chưa tinh khiết như ngày nay, và đây là phototaxis. Trong quá trình này, Diode Laser xếp chồng dọc do sự tương tác của vật liệu laser, một trung tâm khuyết tật hoặc một trung tâm màu được hình thành trong vật liệu. Hiệu ứng này là ký sinh: nó chuyển đổi các photon bơm thành nhiệt, dẫn đến độ phóng đại thấp hơn và tăng tải nhiệt.