Pumppulaser: Tyypit ja sovellukset

Pumppulaseritovat laserjärjestelmien "energiansyöttöydin". Ne ruiskuttavat tietyn aallonpituuden omaavaa valoenergiaa vahvistusvälineisiin (kuten erbium-seostettuihin kuituihin, solid-state-kiteisiin) virittääkseen väliaineen tuottamaan stimuloitua säteilyä ja muodostamaan lopuksi vakaan laserlähdön. Niiden suorituskyky määrää suoraan laserjärjestelmien tehon, tehokkuuden ja vakauden.

1. Puolijohdepumppulaserit

Pääaallonpituudet ovat 980 nm (omistettu erbium-seostetuille kuituvahvistimille EDFA), 1480 nm (sovitettu suuritehoiseen EDFA:han). Pieni koko, korkea sähköoptinen muunnostehokkuus ja laaja aallonpituuspeitto. Ne tukevat jatkuvan aallon (CW) tai pulssitilan toimintaa, mikä sopii useimpiin pieniin ja keskikokoisiin laserjärjestelmiin.

Sovellusskenaariot:

Optinen viestintäkenttä (EDFA, Raman-vahvistinpumppaus), teollinen lasermerkintä (metalli/muovipintamerkintä), lääketieteelliset laitteet (hammaslaserhoito, kosmeettinen laser), kannettavat laseretäisyysmittarit.

2. Puolijohdepumppulaserit

Vahvistusmediana käytetään solid-state-kiteitä (kuten Nd:YAG, Yb:YAG), joilla on suuri lähtöteho, erinomainen säteen laatu ja vahva häiriönestokyky. Se on yhdistettävä puolijohdelaserin kanssa toissijaisena pumppulähteenä ja ruiskutettava energiaa kiinteään kiteeseen optisen kytkennän kautta, joka sopii suuritehoiseen jatkuvaan tai pulssilaserlähtöön.

Sovellusskenaariot:

Teollinen laserleikkaus (paksujen metallilevyjen leikkaus), laserhitsaus (auton osien hitsaus), laserruosteenpoisto (laivojen/sillan pinnan ruosteenpoisto), tieteellinen tutkimusala (laserydinfuusiokoe).

3. Kuitupumppulaserit

Käyttämällä seostettuja kuituja (kuten ytterbium-seostettuja kuituja, erbium-seostettuja kuituja) vahvistusvälineinä yhdistettynä kuitukytkentätekniikkaan, lähtösäde voidaan siirtää kuitujen läpi erittäin joustavasti. Ne sopivat skenaarioihin, joissa tarvitaan pitkän matkan tai monimutkaisen polun energiansiirtoa.

Sovellusskenaariot:

Pitkän matkan optinen tiedonsiirto (Raman-vahvistinpumppaus), tarkkuuslaserkaiverrus (piirilevykaiverrus), lääketieteellinen minimaalisesti invasiivinen kirurgia (kuitulaserveikale), 3D-metallitulostus (pienten osien tulostus).

4. Kaasupumppulaserit

Kaasun (kuten CO₂, He-Ne) käyttö vahvistusväliaineena, herättää energiaa kaasupurkauksen kautta, laajalla lähtöaallonpituuden peitolla. Tehoalue on suuri, mutta koko on suuri ja hyötysuhde alhainen, sopii skenaarioihin, joissa on tietyt aallonpituusvaatimukset.

Sovellusskenaariot:

Teollinen laserleikkaus (ei-metalliset materiaalit, kuten akryyli, puu), lasermerkintä (lasipinnan merkintä), tieteellinen tutkimusala (spektrianalyysi, laserinterferometria), lääketieteen ala (dermatologinen CO₂-laserhoito).

Laatikkooptroniikkatarjoaa puolijohdepumppulasereita (638nm ~ 1064nm) ja kuitupumppulasereita (980nm, 1450nm, 1480nm jne.)