डायोड पंप CW: एक लचीला और कुशल प्रकाश स्रोत विकल्प!

एनडी-डोपेड क्रिस्टल और चश्मा जैसे कि एनडी: यग (नियोडिमियम: येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट) लंबे समय से लेजर लाभ सामग्री के रूप में उपयोग किया गया है। वैकल्पिक रूप से पंप किया गया, वे आउटपुट तरंग दैर्ध्य को 1 andm के करीब पैदा कर सकते हैं, जबकि Neodymium का उत्साहित राज्य जीवनकाल निरंतर लहर और स्पंदित (q-switched) ऑपरेशन दोनों का समर्थन करता है।

पारंपरिक लेज़रों में, तीव्र फ्लैश लैंप और आर्क लैंप का आउटपुट एक लाभ मॉड्यूल बनाने के लिए एक बेलनाकार लेजर क्रिस्टल रॉड में केंद्रित है। इस मॉड्यूल को तब लेजर गुहा के अंदर रखा जाता है, जो आमतौर पर कई इंच लंबा होता है और उच्च रिफ्लेक्टर्स और आंशिक रिफ्लेक्टर या आउटपुट कप्लर्स द्वारा बाध्य होता है।

हालांकि, यह दृष्टिकोण कई चुनौतियों का सामना कर रहा है। सबसे पहले, पंप प्रकाश कुशल नहीं है, जो मुख्य रूप से बिजली की ऊर्जा को पंप प्रकाश में परिवर्तित करने में दीपक की अक्षमता के कारण होता है, जबकि बहुत अधिक बेकार गर्मी पैदा करता है। अधिक गंभीर रूप से, ये लैंप दृश्यमान और अवरक्त सीमाओं में ब्रॉडबैंड विकिरण का उत्सर्जन करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अधिकांश प्रकाश लेजर गेन क्रिस्टल द्वारा पूरी तरह से अवशोषित नहीं किया जाता है, जो बदले में पंप मॉड्यूल की गर्मी उत्पादन को बढ़ाता है। इस गर्मी को लेजर हेड के लिए वाटर-कूलिंग सिस्टम द्वारा विघटित किया जाना चाहिए, और एक बहु-किलोवाट बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, निरंतर आर्क लैंप का एक सीमित जीवनकाल होता है और हर 200 से 600 घंटे में इसे बदलने की आवश्यकता होती है। प्रतिस्थापन के दौरान, गुहा प्रकाशिकी को अक्सर एक अच्छा लेजर आउटपुट पैटर्न बनाए रखने के लिए ठीक-ठाक होने की आवश्यकता होती है। यह लगातार नियमित रखरखाव न केवल लागत को बढ़ाता है, बल्कि लेजर प्रणाली की स्थिरता को भी प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, ऑप्टिकल संरेखण समय के साथ बहाव कर सकता है, नियमित रूप से पुनर्गणना की आवश्यकता होती है, यहां तक कि दीपक के प्रतिस्थापन पर विचार किए बिना भी।

इसके विपरीत,डायोड पंप सीडब्ल्यूमहत्वपूर्ण रूप से इन सीमाओं और नुकसान को समाप्त करता है। Neodymium-doped लेजर क्रिस्टल में 808 और 880 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर उच्च अवशोषण होता है, जो INGAAS सेमीकंडक्टर लेजर डायोड के उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है। लेजर डायोड कुशलता से विद्युत ऊर्जा को लेजर प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है, जो कि नियोडिमियम-डोपेड क्रिस्टल द्वारा प्रभावी रूप से अवशोषित होता है, एक दीवार-प्लग दक्षता प्राप्त करता है जो पारंपरिक लैंप-पंप वाले लेजर की तुलना में कई गुना अधिक होता है।

उच्च विद्युत दक्षता के अलावा,डायोड पंप सीडब्ल्यूअन्य महत्वपूर्ण लाभ भी लाता है। कम आउटपुट पावर के कारण, ये लेजर अपेक्षाकृत कम गर्मी उत्पन्न करते हैं, जिससे शीतलन आवश्यकताओं को कम किया जाता है। इसके अलावा, वे कम वोल्टेज बिजली की आपूर्ति द्वारा संचालित होते हैं, कुछ लेजर मशीन टूल्स में एकल-चरण (110/220V) लाइनों या कम वोल्टेज उपयोगिताओं के साथ संगत हैं।

इसके अलावा, सेमीकंडक्टर डायोड के कॉम्पैक्ट आकार के कारण, लेजर हेड के समग्र आकार को काफी कम किया जा सकता है। OEM और औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के लिए, डायोड का लंबा जीवन और रखरखाव डाउनटाइम को कम करता है। वास्तव में, डायोड-पंप किए गए ठोस-राज्य लेजर में डायोड विश्वसनीयता के निरंतर सुधार के साथ, इन लेज़रों ने कई वर्षों के परेशानी-मुक्त संचालन हासिल किया है।

लेजर क्रिस्टल की शुरूआत के संदर्भ में, डायोड पंप किए गए सीडब्ल्यू के लिए कई बुनियादी दृष्टिकोण हैं, जिसमें एंड पंपिंग और साइड पंपिंग शामिल हैं। एंड पंप लेज़र पावर रेंज में उच्च-गुणवत्ता वाले आउटपुट बीम की उच्च प्रदर्शन और स्थिरता प्रदान करते हैं, जबकि साइड पंप लेज़र कई किलोवाट कच्ची शक्ति प्रदान करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं, हालांकि उनकी बीम की गुणवत्ता से समझौता किया जाता है।

की शुरुआत के बाद सेडायोड पंप सीडब्ल्यू, कई लेजर क्रिस्टल ज्यामिति का अध्ययन व्यावसायिक सफलता के अलग -अलग डिग्री के साथ किया गया है। उनमें से, बेलनाकार छड़ें, प्लेट और पतली डिस्क क्रिस्टल सबसे महत्वपूर्ण हैं। पावर और मोड आवश्यकताओं के आधार पर, प्लेट और रॉड लेजर क्रिस्टल को या तो एंड-पंप या साइड-पंप के रूप में डिज़ाइन किया जा सकता है, जबकि डिस्क क्रिस्टल को केवल अंत-पंप किया जा सकता है। आम तौर पर, रॉड क्रिस्टल कम/मध्यम शक्ति और उच्च मोड गुणवत्ता अनुप्रयोगों पर हावी होते हैं, जबकि प्लेट और डिस्क क्रिस्टल अक्सर उच्च-शक्ति लेज़रों में उपयोग किए जाते हैं।