❶ IPG 光纤激光器技术
光纤激光器技术的核心组件是光纤,它由高度透明的玻璃制成,形状为长圆柱体,其芯径从微米到几百微米不等,长度可达数千米。这种极高的长度与直径比赋予光纤独特特性,如近乎无损失的光波导性能,当满足全内反射条件时,光在光纤内近乎无损传输。光纤分为无源和有源两种,前者用于光的传输,后者通过掺杂稀土金属离子实现光放大,这依赖于在光纤芯内嵌入的泵浦激光源。
IPG采用先进的二极管泵浦技术,凭借电信行业深厚的积累,其单芯结二极管制造遵循严格的电信标准,相较于使用短寿命巴条和堆栈技术的其他产品,IPG的产品在电光转换效率上更胜一筹,泵浦亮度高达巴条堆栈的两倍。单芯结泵浦便于散热,无需复杂冷却系统,而巴条堆栈则对冷却要求极高。
光纤的高表面积体积比和灵活性使其成为有源增益介质的理想选择。光纤能够拼接成复杂光学系统,避免了自由空间光学技术的污染、损坏和对准问题。IPG特别关注包层泵浦光纤,其单模纤芯作为有源增益介质,能高效地将多模泵浦光转换为激光光束。
半导体二极管将电能转化为近红外光,IPG的单芯结二极管功率有限但效率高,通过组合技术可提升功率,但二极管亮度提升困难。IPG光纤激光器作为高效的功率组合器,能提供高质量的光束,以最低成本提供高功率输出。
IPG的独特专利设计采用大面积单芯结二极管与细小光纤结合,利用侧面泵浦技术,多模输出被高效耦合,实现单模光纤激光器的高效泵浦。单芯结二极管的长寿命和高可靠性,使得IPG的泵浦系统在严酷工业环境中也能保持稳定性能。
IPG采用分布式单发射泵浦结构,避免了巴条泵浦中单个故障影响整体性能的问题,具有扩展性、模块化和易于维护的特点,为光纤激光器的稳定运行提供了有力保障。相比之下,巴条泵浦的寿命和性能限制,推动了光纤激光器技术的发展和超越。