De verschillen tussen halfgeleiderlasers en fiberlasers

Het belangrijkste verschil tussenHalfgeleiderlasersEnVezellasersis het diëlektrische materiaal dat wordt gebruikt om laserlicht uit te zenden. Het versterkingsmedium dat in halfgeleiderlasers wordt gebruikt, is halfgeleidermateriaal, meestal galliumarsenide, enz. Het versterkingsmedium dat in vezellasers wordt gebruikt, is optische vezels. De twee lasers werken ook anders. Halfgeleiderlasers kunnen rechtstreeks elektro-optische conversie bereiken, dat wil zeggen halfgeleidermaterialen direct stimuleren om laserlicht door stroom uit te zenden. Fiberlasers kunnen echter niet rechtstreeks elektro-optische conversie bereiken. Ze vereisen het gebruik van licht (meestal van een laserdiode) om het versterkingsmedium te pompen om optisch-naar-optische conversie te bereiken. Op het gebied van warmteafvoer vertonen fiberlasers aanzienlijke voordelen. Over het algemeen hebben fiberlasers alleen luchtkoeling nodig, wat de bedrijfs- en onderhoudskosten aanzienlijk verlaagt. Maar of het nu optische vezels of solid-state lasers zijn, hun kerntechnologie komt voort uit de ontwikkeling van halfgeleiderlasers. Daarom is het begrijpen van het werkingsprincipe en de prestaties van halfgeleiderlasers van groot belang voor het begrijpen van de ontwikkeling van de gehele lasertechnologie.

Het volgende is een inleiding tot de verschillen tussen halfgeleiderlasers en fiberlasers.

1. Verschillende diëlektrische materialen. Het verschil tussen fiberlasers en halfgeleiderlasers is dat ze verschillende diëlektrische materialen gebruiken voor het uitzenden van lasers. Het versterkingsmedium dat door vezellasers wordt gebruikt, is optische vezel, en het versterkingsmedium dat door halfgeleiderlasers wordt gebruikt, is halfgeleidermateriaal, in het algemeen galliumarsenide, indiumgalliumarsenide, enz.

2. Verschillende luminescentiemechanismen. Het luminescentiemechanisme van halfgeleiderlasers: het is de overgang van deeltjes tussen de geleidingsband en de valentieband om fotonen te produceren. Omdat het een halfgeleider is, kan elektrische excitatie worden gebruikt, wat een directe elektro-optische conversie is. Optische vezels kunnen niet direct elektro-optische conversie realiseren en moeten licht gebruiken om het versterkingsmedium te pompen (doorgaans gepompt met een laserdiode). Wat het realiseert is licht-naar-optische conversie.

3. De warmteafvoerprestaties zijn anders. Fiberlasers hebben een goede warmteafvoer en zijn meestal luchtgekoeld. Halfgeleiderlasers worden sterk beïnvloed door temperatuur. Wanneer het vermogen hoog is, is waterkoeling vereist.

4. Belangrijkste kenmerken De belangrijkste kenmerken van verschillende fiberlasers zijn het kleine formaat en de flexibiliteit van het apparaat. Het laseruitvoerspectrum heeft veel lijnen, goede monochromaticiteit en een breed afstemmingsbereik. En de prestaties ervan hebben niets te maken met de polarisatierichting van het licht, en het koppelingsverlies tussen het apparaat en de optische vezel is klein. De conversie-efficiëntie is hoog en de laserdrempel is laag. De vezelgeometrie heeft een zeer laag volume en oppervlak, en de laser en pomp kunnen volledig worden gekoppeld in een single-mode-status. Halfgeleiderlasers zijn eenvoudig te integreren met andere halfgeleiderapparaten. De kenmerken zijn dat het direct elektrisch gemoduleerd kan worden; het is gemakkelijk om opto-elektronische integratie met verschillende opto-elektronische apparaten te realiseren; het is klein van formaat en licht van gewicht; het heeft een laag aandrijfvermogen en lage stroomsterkte; het heeft een hoog rendement en een lange levensduur; het is compatibel met de productietechnologie van halfgeleiders; en het kan in grote hoeveelheden worden geproduceerd.

5. Toepassingen van verschillende fiberlasers worden voornamelijk gebruikt in laservezelcommunicatie, laserruimte langeafstandscommunicatie, industriële scheepsbouw, autoproductie, lasergraveren, lasermarkering, lasersnijden, drukrollen, boren, snijden en lassen van metaal en niet-metaal (solderen, afschrikken), bekleding en dieplassen), militaire defensie en veiligheid, medische apparatuur en uitrusting, grootschalige infrastructuur, als pompbron voor andere lasers, enz. Halfgeleiderlasers worden veel gebruikt in laserbereik, lidar, lasercommunicatie , lasersimulatiewapens, laserwaarschuwing, lasergeleiding en -tracking, ontsteking en detonatie, automatische besturing, detectie-instrumenten, enz.

Bovenstaande is het verschil tussen halfgeleiderlasers en fiberlasers. Net als traditionele vastestof- en gaslasers bestaan ​​fiberlasers ook uit drie basiselementen: pompbron, versterkingsmedium en resonantieholte. De pompbron maakt doorgaans gebruik van een halfgeleiderlaser met hoog vermogen, en het versterkingsmedium is een met zeldzame aarde gedoteerde optische vezel of een gewone niet-lineaire optische vezel. De resonantieholte kan zijn samengesteld uit optische feedbackcomponenten zoals vezelroosters om verschillende lineaire resonantieholtes te vormen, of er kunnen koppelaars worden gebruikt om verschillende ringvormige resonatoren te vormen. resonante holte. Het pomplicht wordt via een geschikt optisch systeem in de versterkingsvezel gekoppeld. Na het absorberen van het pomplicht vormt de versterkingsvezel deeltjesaantalinversie of niet-lineaire versterking en genereert spontane emissie. Het gegenereerde spontane emissielicht ondergaat excitatieversterking en modusselectie van de resonantieholte, en vormt uiteindelijk een stabiele laseruitvoer.

De grootste toepassing van halfgeleiderlasers is als pompbron voor fiberlasers en vastestoflasers. Wanneer een halfgeleiderlaser wordt gebruikt als vezellaserpompbron, kan de structuur van het pompsysteem fundamenteel worden vereenvoudigd en kan het pompvermogen worden verhoogd door het vermogen van de eenheid te vergroten. Omdat fiberlasers en vastestoflasers steeds hogere eisen stellen aan het uitgangsvermogen, worden er ook hogere eisen gesteld aan het vermogen van halfgeleiderpompbronnen.

Vanwege de beperking van de straalkwaliteit zijn traditionele halfgeleiderlasers moeilijk rechtstreeks te gebruiken voor het snijden van metaal. In de afgelopen jaren, met de verbetering van de halfgeleiderkoppelingstechnologie en de geleidelijke rijpheid van nieuwe bundelcombinatietechnologie, kunnen sommige halfgeleiderlasers met vezeluitvoer met een kilowatt of hoger niveau ook voldoen aan de bundelkwaliteitseisen voor snijden. Bovendien ligt de golflengte van halfgeleiderlasers met korte golflengte, vanwege de diversiteit aan halfgeleiderlasergolflengten, zeer dicht bij het golflengteabsorptiemaximum van aluminium. Daarom zijn halfgeleiderlasers met hoog vermogen in de auto-industrie zeer geschikt voor het lassen van aluminium autocarrosserieën. Momenteel worden halfgeleiderlasers met een laservermogen tussen 2 kW en 6 kW op grote schaal gebruikt in het productieproces van de auto-industrie.

Op het gebied van directe materiaalverwerking is de straalkwaliteit van halfgeleiderlasers moeilijk te overtreffen die van fiberlasers. Halfgeleiderlasers zijn echter zeer geschikt voor het lassen en snijden van dunne platen. De ontwikkeling van halfgeleiderlasers met hoog vermogen heeft veel belangrijke toepassingen mogelijk gemaakt. Deze lasers hebben veel traditionele technologieën vervangen en ons veel nieuwe producten gebracht.

Over het algemeen veranderen de toepassingsgebieden van halfgeleiderlasers, als gevolg van de voortdurende ontwikkeling van de technologie, voortdurend, en deze veranderingen vinden nog steeds plaats. Over het algemeen ontwikkelen halfgeleiderlasers zich in de richting van kortere emissiegolflengten en hogere emissievermogens om zich aan te passen aan de huidige marktbehoeften.

Contactgegevens:

Heeft u ideeën? Neem dan gerust contact met ons op. Waar onze klanten zich ook bevinden en wat onze eisen ook zijn, wij zullen ons doel volgen om onze klanten hoge kwaliteit, lage prijzen en de beste service te bieden.