Extrémně všestranný – FBH nabízí na míru šité diodové lasery od čipu až po systém

Výběr aktuálních vývojů a novinek v oblasti diodových laserů a UV LED diod (LED) představuje Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) na odborném veletrhu „Laser World of Photonics“ v Mnichově od 26. do 29. června 2017. Institut nabízí kompletní hodnotový řetězec ve vlastním domě: od návrhu přes čipy až po moduly – a stále častěji až po hotické zařízení. Na stánku jsou mimo jiné k vidění jedinečný počítačem řízený pikosekundový zdroj světla, který dodává vysoce přesné pulzy v pikosekundovém a nanosekundovém rozsahu, a pumpovací modul s výkonem ve fibrech v kilowattech. Aplikace světelných zdrojů FBH jsou rozmanité a sahají od medicínské techniky, přes přesnou měřicí techniku a senzory až po zpracování materiálů. Navíc představuje FBH demonstrační model s UV-C LED diodami pro dezinfekci vody. LED diody byly vyvinuty v rámci konsorcia „Advanced UV for Life“, které vede FBH, a které se rovněž prezentuje na stánku.

Flexibilní all-in-one pulzní zdroj PLS 1030

S řadou PLS nabízí FBH jedinečné laserové zdroje paprsku, které dodávají vysoce přesné pulzy v pikosekundovém a nanosekundovém rozsahu s energií v nanojoulech. Energie pulzu, šířka, vzdálenost a opakovací frekvence lze přizpůsobit podle potřeby. Laserový systém nabízí volitelnou posloupnost frekvencí od Hertzů po megahertzy a pulzní špičkové výkony až do 50 wattů. Zdroj využívá na míru upravené diodové lasery pro tvorbu pulzů ve spojení s optimalizovanými HF komponenty pro řízení – obojí jsou klíčové kompetence institutu. Tento all-in-one systém lze počítačem řídit v několika režimech pulzů a snadno jej integrovat do různých laserových systémů. Vyzařuje při vlnové délce 1030 nm, avšak lze jej jednoduše přenést na jiné vlnové délky. Je vhodný pro aplikace jako zpracování materiálů, biomedicínské výzkumy a mobilní LIDAR systémy. PLS 1030 byl vyvinut společně experty na lasery a obvody s inženýry vlastního vývojového centra, které vyvíjí průmyslově použitelná a uživatelsky přívětivá prototypy. Díky tomu mají firmy jednodušší přístup k výsledkům na aktuální úrovni výzkumu.

Efektivní diodové lasery pro aplikace s výkonem v kilowattech

Institut vyvíjí vysoce výkonné diodové lasery v různých konstrukcích v rozsahu vlnových délek od 630 nm do 1180 nm. Aktivity FBH směřují k neustálému zlepšování účinnosti, spolehlivosti a výstupního výkonu diodových laserů a svazků. Nedávno dosáhly laserové svazky s resonátorem dlouhým 6 mm a průměrem 10 mm výstupního výkonu 1 kW. Jejich konverzní účinnost dosáhla vynikajících 63 % – podrobné výsledky představí FBH na konferenci CLEO. Výhodou svazků s tak dlouhými kavitačními délkami je extrémně nízká tepelná a elektrická impedance; jsou proto ideální pro nepřerušovaný provoz v oblasti výkonu v kilowattech. Takové zdroje jsou zvláště atraktivní pro průmyslové a vědecké vysokovýkonné aplikace, například zpracování materiálů. Používají se jako pumpovací zdroje pro pevnolátkové a vláknové lasery nebo se přímo využívají.

Inovace z FBH v oblasti návrhu čipů a technologií, stejně jako v montážní technice a návrhu modulů, umožňují pokroky při pumpování pevnolátkových systémů. Za tímto účelem byly integrovány nové čipy s velmi širokou aperturou 1,2 mm do inovativních bočně chlazených stacků. Ty jsou zvláště vhodné pro pulzní provoz s větším poměrem stavu 20 %. Jednotlivé paprsky emitentů jsou ve stackech spojeny do paprskového svazku s vysokou hustotou energie a vloženy do vlákna. Poprvé je k dispozici pumpovací laserový systém, který nabízí vysoký výkon, dobrou účinnost a dlouhý poměr stavu. Nejnovější pevnolátkové lasery vysoké energie lze takto efektivně opticky pumpovat. Pumpovací modul s výkonem 6 kW a elektrooptickým účinností 50 % představuje FBH na svém stánku.

Výstupní výkon u vysoce výkonných trapezoidních laserů dále vzrostl

Trapezoidní lasery dodávají vysoké optické výstupní výkony při velmi dobré kvalitě paprsku. FBH se podařilo jejich výkon dále zvýšit. Místo dosavadních 8 W difrakčně omezeného výkonu v spektrálním rozsahu od 980 nm do 1120 nm nyní nové trapezoidní lasery při vlnové délce 1030 nm dosahují až 10,3 W difrakčně omezeného výkonu. To odpovídá 76 % emitovaného světelného výkonu. To bylo umožněno dalším vylepšením bočního prostorového filtru modů a interního vlnové délky selektivního mřížkového filtru. Tyto zajišťují spektrální šířku laserové emise přibližně 22 pm v celém výkonovém rozsahu. Tato varianta diodových laserů je proto vhodná i pro náročné aplikace, například pro nelineární konverzi frekvence.