Extremadamente versátil – FBH ofrece láseres de diodo hechos a medida, desde el chip hasta el sistema

Una selección de desarrollos actuales en diodos láser y LEDs UV (diodos emisores de luz UV) presenta el Instituto Ferdinand-Braun, Instituto Leibniz para la Tecnología de Alta Frecuencia (FBH) en la feria especializada "Laser World of Photonics" en Múnich del 26 al 29 de junio de 2017. El instituto ofrece toda la cadena de valor en su propia casa: desde el diseño hasta los chips y módulos, y cada vez más hasta el dispositivo final. En el stand se pueden ver, entre otros, una fuente de luz de picosegundos controlada por ordenador, que proporciona pulsos de alta precisión en el rango de picosegundos y nanosegundos, y un módulo de bombeo con potencias de salida en kW desde la fibra. Las aplicaciones de las fuentes de luz FBH son variadas y van desde la tecnología médica, medición de precisión y sensores hasta el procesamiento de materiales. Además, el FBH presenta un demostrador con LEDs UV-C para la desinfección del agua. Los LEDs fueron desarrollados en el marco del consorcio "Advanced UV for Life", liderado por el FBH, que también se presenta en el stand.

Fuente de pulso todo en uno flexible PLS 1030

Con su serie PLS, el FBH ofrece fuentes de haz láser únicas que proporcionan pulsos de alta precisión en el rango de picosegundos y nanosegundos con energías en nanojulios. La energía, duración y separación de los pulsos, así como las frecuencias de repetición, se pueden ajustar de forma flexible. El sistema láser ofrece frecuencias de secuencia seleccionables desde Hertz hasta el rango de megahercios y picos de potencia de hasta 50 vatios. Las fuentes utilizan láseres de diodo personalizados para la generación de pulsos en combinación con componentes de alta frecuencia optimizados para el control, ambas son competencias clave del instituto. El sistema todo en uno puede cambiarse mediante control por ordenador en varios modos de pulso y se puede integrar fácilmente en diversos sistemas láser. Emite a una longitud de onda de 1030 nm, pero puede transferirse fácilmente a otras longitudes de onda. Esto lo hace adecuado para aplicaciones como el procesamiento de materiales, investigaciones biomédicas y sistemas LIDAR móviles. El PLS 1030 fue desarrollado conjuntamente por expertos en láser y circuitos con ingenieros del centro de desarrollo interno, que desarrolla prototipos industriales y fáciles de usar. De esta manera, las empresas tienen un acceso más sencillo a resultados en la vanguardia de la investigación.

Diodes láser eficientes para aplicaciones con potencias en el rango de kilovatios

El instituto desarrolla diodos láser de alta brillantez en diversas formas constructivas en el rango de longitudes de onda de 630 nm a 1180 nm. Las actividades del FBH tienen como objetivo optimizar continuamente la eficiencia, fiabilidad y potencia de salida de los diodos láser y los bloques. Recientemente, bloques láser con resonador de 6 mm de largo y una apertura de 10 mm alcanzaron potencias de salida de 1 kW. Su eficiencia de conversión fue del excelente 63%, y resultados detallados se presentan en el CLEO. La ventaja de bloques con cavidades tan largas radica en las resistencias térmicas y eléctricas ultrabajas; por lo tanto, son ideales para operación continua en el rango de potencia de kilovatios. Este tipo de fuentes es especialmente atractivo para aplicaciones industriales y científicas de alto rendimiento, como el procesamiento de materiales. Allí, se utilizan como fuentes de bombeo para láseres de estado sólido y de fibra, o se emplean directamente.

Innovaciones del FBH en diseño de chips y tecnología, así como en tecnología de montaje y diseño de módulos, permiten avances en el bombeo de sistemas de estado sólido. Para ello, se han integrado chips innovadores con una apertura muy amplia de 1,2 mm en pilas de enfriamiento innovadoras con refrigeración lateral. Son especialmente adecuados para operación pulsada con una relación de ciclo de trabajo del 20%. Los haces individuales de los emisores se combinan en pilas en un haz de alta densidad de energía y se acoplan en una fibra. De esta manera, por primera vez, está disponible un sistema de láser de bombeo que ofrece alta potencia, buena eficiencia y una larga relación de ciclo de trabajo. Se pueden bombear de manera eficiente los láseres de estado sólido de clase de alta energía más recientes. Un módulo de láser de bombeo con 6 kW de potencia de pico y un rendimiento electro-óptico del 50% se presenta en el stand del FBH.

Potencia de salida de láseres trapezoidales de alta brillantez incrementada

Los láseres trapezoidales proporcionan altas potencias ópticas de salida con una calidad de haz muy buena. El FBH ha logrado aumentar aún más su potencia de salida. En lugar de los 8 W previamente limitados por difracción en el rango espectral de 980 nm a 1120 nm, los nuevos láseres trapezoidales de 1030 nm alcanzan hasta 10,3 W de potencia de salida limitada por difracción. Esto corresponde al 76% de la potencia de luz emitida. Esto fue posible gracias a una optimización adicional del filtrado de modos espaciales laterales y de la rejilla interna selectiva de longitud de onda. Estas últimas garantizan una anchura espectral de la emisión láser de aproximadamente 22 pm en todo el rango de potencia. Por lo tanto, este tipo de diodos láser también es adecuado para aplicaciones exigentes, como la conversión de frecuencia no lineal.