Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Bombas de alta potencia y alto brillo para láseres de fibra de kW

Hemashilpa Kalagara

Los láseres de fibra de alta potencia se utilizan en el procesamiento de materiales con láser, como soldadura, corte, perforación, etc., para una amplia gama de aplicaciones. Los láseres de diodo son fuentes de bombeo muy rentables y eficientes para los láseres de fibra. Consisten en matrices de láseres de diodo que generan cientos de vatios de potencia, que se acoplan a las fibras mediante ópticas de alineación, todas ellas ensambladas en un paquete compacto. Los láseres de área amplia basados ​​en GaAs a 980 nm se utilizan como bombas. Los requisitos clave para las aplicaciones de procesamiento de materiales con láser son alta potencia y bajo producto de parámetro de haz (BPP). Un láser de área amplia (BAL) típico tiene una longitud de al menos 5 mm y un ancho de 100 um, generando una potencia de 14 W a 15 A y un BPP de 3,77. Debido al gran ancho de franja, el láser es multimodo y el perfil FF tiene numerosos picos. En nuestro estudio actual, diseñamos, procesamos y probamos una matriz de láseres de banda estrecha con diferentes espacios, cuya apertura de salida total es igual al ancho de BAL, para obtener un BPP más bajo, manteniendo al mismo tiempo la potencia. Los láseres de banda estrecha tienen 4 um de ancho en la faceta trasera y el ancho se incrementa adiabáticamente hasta 20 um en la faceta delantera para mantener el funcionamiento en modo único y un perfil FF gaussiano. La matriz de láser de banda estrecha de las mismas dimensiones que BAL genera una potencia de 11 W a 15 A y un BPP de 3,0. Podemos igualar la potencia de nuestro BAL a la matriz de láser de banda estrecha con una mayor cantidad de emisores. Debido al perfil FF gaussiano, se espera que la potencia en NA y la eficiencia de acoplamiento en la fibra sean mejores que las de BAL. Otra ventaja de la matriz de láser de banda estrecha es que el dispositivo es funcional incluso después de que uno o más láseres de la matriz se apaguen o tengan baja potencia.