광섬유 결합 다이오드: 일반적인 파장 및 펌프 소스로서의 응용 분야

광섬유 레이저 및 고체 레이저의 펌프 소스 요구 사항.

광섬유 레이저와 고체 레이저의 펌프 소스 요구 사항을 자세히 이해하려면 이러한 레이저의 작동 방식과 펌프 소스가 기능에 미치는 역할에 대한 구체적인 내용을 파악하는 것이 필수적입니다. 여기서는 초기 개요를 확장하여 펌핑 메커니즘의 복잡성, 사용되는 펌프 소스의 종류, 그리고 레이저 성능에 미치는 영향에 대해 다룹니다. 펌프 소스의 선택과 구성은 레이저의 효율, 출력 및 빔 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 효율적인 결합, 파장 정합 및 열 관리는 성능을 최적화하고 레이저의 수명을 연장하는 데 매우 중요합니다. 레이저 다이오드 기술의 발전으로 광섬유 레이저와 고체 레이저 모두의 성능과 신뢰성이 지속적으로 향상되어 다양한 응용 분야에서 더욱 다용도적이고 비용 효율적인 레이저로 활용되고 있습니다.

- 파이버 레이저 펌프 소스 요구 사항

레이저 다이오드펌프 공급원으로서:광섬유 레이저는 효율성, 소형 크기, 그리고 도핑된 광섬유의 흡수 스펙트럼과 일치하는 특정 파장의 빛을 생성할 수 있다는 장점 때문에 주로 레이저 다이오드를 펌프 광원으로 사용합니다. 레이저 다이오드의 파장 선택은 매우 중요합니다. 예를 들어, 광섬유 레이저에 흔히 사용되는 도펀트인 이터븀(Yb)은 976nm 부근에서 최적의 흡수 피크를 나타냅니다. 따라서 Yb 도핑 광섬유 레이저를 펌핑할 때는 이 파장 또는 그 근처에서 빛을 방출하는 레이저 다이오드가 선호됩니다.

이중 피복 섬유 설계:펌프 레이저 다이오드의 광 흡수 효율을 높이기 위해 파이버 레이저는 종종 이중 클래드 구조를 사용합니다. 내부 코어는 활성 레이저 매질(예: Yb)로 도핑되어 있고, 외부의 더 두꺼운 클래딩 층은 펌프 광을 유도합니다. 코어는 펌프 광을 흡수하여 레이저 발진을 일으키고, 클래딩은 더 많은 양의 펌프 광이 코어와 상호작용하도록 하여 효율을 향상시킵니다.

파장 정합 및 결합 효율효과적인 펌핑을 위해서는 적절한 파장의 레이저 다이오드를 선택하는 것뿐만 아니라 다이오드와 광섬유 사이의 결합 효율을 최적화하는 것도 중요합니다. 이를 위해서는 정밀한 정렬과 렌즈 및 커플러와 같은 광학 부품을 사용하여 최대량의 펌프광이 광섬유 코어 또는 클래딩에 주입되도록 해야 합니다.

-고체 레이저펌프 공급원 요구 사항

광학 펌핑:레이저 다이오드 외에도 고체 레이저(Nd:YAG와 같은 벌크 레이저 포함)는 플래시 램프나 아크 램프를 사용하여 광학적으로 펌핑할 수 있습니다. 이러한 램프는 넓은 스펙트럼의 빛을 방출하며, 그 중 일부는 레이저 매질의 흡수 대역과 일치합니다. 레이저 다이오드 펌핑보다 효율은 떨어지지만, 이 방법은 매우 높은 펄스 에너지를 제공할 수 있어 높은 피크 출력이 요구되는 응용 분야에 적합합니다.

펌프 공급원 구성:고체 레이저에서 펌프 광원의 구성은 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적인 구성으로는 엔드 펌핑과 사이드 펌핑이 있습니다. 엔드 펌핑은 펌프 광이 레이저 매질의 광축을 따라 조사되는 방식으로, 펌프 광과 레이저 모드 간의 중첩이 더 좋아 효율이 향상됩니다. 사이드 펌핑은 효율은 다소 떨어질 수 있지만 구조가 간단하고 직경이 큰 막대 또는 판형 레이저에 더 높은 전체 에너지를 제공할 수 있습니다.

열 관리:광섬유 레이저와 고체 레이저 모두 펌프 소스에서 발생하는 열을 효과적으로 제어하기 위한 열 관리 시스템이 필요합니다. 광섬유 레이저의 경우, 광섬유의 넓은 표면적이 열 방출에 도움이 됩니다. 고체 레이저의 경우, 안정적인 작동을 유지하고 열 렌즈 현상이나 레이저 매질의 손상을 방지하기 위해 냉각 시스템(예: 수냉식)이 필수적입니다.