BWT a propus teoria aranjamentului spațial dens (DSBC) și a verificat corectitudinea DSBC prin experimentul sursei pompei la nivel de kilowați.În prezent, puterea unui singur tub a fost crescută la 15W-30W@BPP≈5-12mm*mrad, iar eficiența electro-optică este > 60%, ceea ce permite sursei pompei de mare putere cuplată cu ieșirea de fibră să mențină un nivel ridicat. ieșire de luminozitate în timp ce reduceți volumul, este posibil să reduceți greutatea și să îmbunătățiți eficiența conversiei electro-optice.

Folosind cipul curent, BWT a realizat respectiv o sursă de pompă cu un diametru de miez de 135μm NA0.22 ieșire cuplată cu fibră 420W lungime de undă blocată la 976nm, calitate ≈ 500g;și un diametru al miezului de 220μm NA0.22 ieșire cuplată cu fibre 1000W lungime de undă unică 976nm (sau 915nm), calitate ≈ 400g sursă de pompă.

În viitor, odată cu îmbunătățirea luminozității chipului semiconductor și a eficienței electro-optice, sursele de pompă ușoare și de mare putere vor juca un rol de neînlocuit în fabricarea surselor de lumină laser cu fibră de mare putere de volum mic și vor promova în mod activ dezvoltarea a aplicatiilor industriale.

Introducere
Laserele cu fibră au crescut rapid datorită calității excelente a fasciculului și capabilităților flexibile de extindere a puterii (combinatoare de fibre).În ultimii ani, laserele cu o singură fibră cu un singur mod sunt limitate de efectele TMI (instabilitatea modului transversal) și SRS, iar puterea oscilatoarelor laser cu fibră cu pompare directă a semiconductorilor este limitată la 5kW
[1].Amplificatorul laser este de asemenea oprit la 10kW
[2].Deși puterea de ieșire poate fi crescută prin creșterea adecvată a diametrului miezului, calitatea fasciculului de ieșire scade și ea cu -1.Cu toate acestea, cererea de îmbunătățire a luminozității surselor de pompe semiconductoare este încă urgentă.
Cerințele pentru calitatea fasciculului în aplicațiile de prelucrare industrială nu sunt neapărat monomodale.Pentru a crește puterea fibrei simple, sunt permise câteva moduri de ordin scăzut.Până în prezent, surse de lumină laser multimode, cu o singură fibră și combinate cu fascicule, bazate pe pomparea la 976nm a mai mult de 5kW, cu aplicații în loturi (în principal tăierea și sudarea materialelor metalice), producția de surse de pompă de mare putere corespunzătoare este, de asemenea, la scară în lot.
Mai mic, mai ușor și mai stabil
Relația dintre cipul semiconductor BPP și luminozitatea sursei pompei
În urmă cu trei ani, luminozitatea cipurilor de 9xxnm era în mare parte la nivelul de 3W/mm*mrad@12W-100μm lățimea benzii și 2W/mm*mrad@18W-200μm lățimea benzii.Pe baza unor astfel de cipuri, BWT realizează 600W și 1000W 200μm NA0.22 ieșire cuplată cu fibră-1.
În prezent, luminozitatea cipurilor de 9xxnm a atins 3,75 W/mm*mrad@15W-100μm lățimea benzii și 3W/mm*mrad@30W-230μm lățimea benzii, iar eficiența electro-optică este practic menținută la aproximativ 60%.
Conform teoriei aranjamentului spațial dens [6], se calculează în funcție de eficiența medie de cuplare a fibrelor de 78% (emisia laser de la cip la ieșirea de cuplare a fibrei: combinarea fasciculului spațial cu o singură lungime de undă și combinarea fasciculului de polarizare fără VBG), și se presupune că cipul funcționează la cea mai mare putere (cipul BPP este diferit la curenți diferiți), am compilat o hartă de date după cum urmează:

* Luminozitatea cipului VS puterea de ieșire a cuplajului fibrelor cu diametrul de miez diferit

Din figura de mai sus se poate constata că atunci când o anumită fibră (diametrul miezului și NA este fix) realizează o ieșire de cuplare de putere specifică, pentru cipuri cu luminozitate diferită, numărul de cipuri este diferit, iar volumul și greutatea sursei pompei sunt de asemenea diferite.Pentru cerințele de pompare ale laserului cu fibră, dacă este selectată sursa pompei făcută din cipurile de mai sus cu luminozitate diferită, greutatea și volumul laserului cu fibră de aceeași putere sunt complet diferite, iar configurația sistemului de răcire cu apă este, de asemenea, destul de diferit.
Eficiența ridicată, dimensiunea mică și greutatea redusă sunt tendințele inevitabile în dezvoltarea viitoarelor surse de lumină laser (fie că sunt lasere cu diode, lasere cu stare solidă sau lasere cu fibră), iar luminozitatea, eficiența și puterea cipurilor semiconductoare joacă un rol decisiv în aceasta. .
Ușoară, luminozitate ridicată, sursă de pompă de mare putere
Pentru a ne adapta la combinatorul de fibre, am selectat specificații comune ale fibrelor: 135μm NA0.22 și 220μm NA0.22.Designul optic al celor două surse de pompă adoptă un aranjament spațial dens și combinarea fasciculului de polarizare.
Printre acestea, 420WLD adoptă cip de 3,75W/mm*mrad@15W și fibră NA0.22 de 135μm și are blocare a lungimii de undă VBG, care îndeplinește cerințele de blocare a undei de putere de 30-100%, iar eficiența electro-optică este de 41% .Corpul LD este realizat din material din aliaj de aluminiu și structură tip sandwich [5].Cipsele superioare și inferioare împart canalul de răcire cu apă, ceea ce îmbunătățește utilizarea spațiului.Aranjamentul spotului luminos, spectrul și puterea de ieșire (puterea în fibră) sunt prezentate în figură:

*420W@135μm NA0.22 LD

Am selectat 6 LD-uri pentru testele de șoc și vibrații la temperaturi înalte și joase.Datele de testare sunt după cum urmează: