Széles körű – FBH egyedi lézeres dióda megoldásokat kínál a chiptől a rendszerig

Az aktuális diódalézeres és UV-LED-es fejlesztések kiválasztását a Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) mutatja be a müncheni „Laser World of Photonics” szakkiállításon 2017. június 26-29. között. Az intézet teljes értékteremtési láncot kínál saját házán belül: a tervezéstől a chipeken át a modulokig – és egyre inkább a kész készülékig. A standon többek között látható egy egyedülálló számítógép által irányított pikosekundumos fényforrás, amely rendkívül pontos impulzusokat szolgáltat pikoszekundumos és nanosekundumos tartományban, valamint egy pumpa-modul, amely kW-os kimeneti teljesítményt nyújt szálból. A FBH fényforrásainak alkalmazásai sokrétűek, és az orvostechnika, precíziós mérés és érzékelés, valamint anyagmegmunkálás területeitől egészen a víz fertőtlenítésére szolgáló UV-C-LED-ekig terjednek. Emellett a FBH bemutat egy demonstrátort UV-C-LED-ekkel a víz fertőtlenítésére. Ezeket a LED-eket a FBH által vezetett „Advanced UV for Life” konzorcium keretében fejlesztették ki, amely szintén a standon mutatkozik be.

Rugalmas All-in-One impulzusfényforrás PLS 1030

A FBH PLS-sorozata egyedülálló lézernyalábot kínál, amely rendkívül pontos impulzusokat szolgáltat pikoszekundumos és nanosekundumos tartományban nanojoule energiákkal. Az impulzusenergia, -hossz, -távolság és ismétlődési frekvenciák rugalmasan állíthatók be. A lézerrendszer szabadon választható sorozatfrekvenciákat kínál Hertz-től egészen megahertz tartományig, és impulzussúlyokat akár 50 wattig. A forrásokat egyedi, a impulzusképződéshez tervezett diódalézerek és optimalizált RF-komponensek kombinációja használja – mindkettő az intézet szakterülete. Az All-in-One rendszer számítógéppel vezérelhető, több impulzus módra kapcsolható, és könnyen integrálható különböző lézerrendszerekbe. 1030 nm-es hullámhosszon működik, de könnyen átállítható más hullámhosszokra. Ezért alkalmazható például anyagmegmunkálásban, biomedicinában és mobil LIDAR-rendszerekben. A PLS 1030-t közösen fejlesztették lézer- és kapcsolástechnikai szakértők, valamint az intézmény saját fejlesztőközpontjának mérnökei, amely ipari szintű és felhasználóbarát prototípusokat készít. Ezáltal a vállalatok könnyebben juthatnak a legkorszerűbb kutatási eredményekhez.

Hatékony diódalézerek kilowattos teljesítményű alkalmazásokhoz

Az intézet magas fényességű diódalézereket fejleszt különböző felépítéssel, 630 nm-től 1180 nm-ig terjedő hullámhossztartományban. Az FBH tevékenységei célja a diódalézerek és rudak hatékonyságának, megbízhatóságának és kimeneti teljesítményének folyamatos javítása. Nemrégiben 6 mm hosszú rezonátorral és 10 mm-es nyílással rendelkező lézerrudak értek el 1 kW kimeneti teljesítményt. Konverziós hatékonyságuk kiváló, 63% volt – részletes eredményeket az FBH a CLEO kiállításon mutat be. Az ilyen hosszú kavitetű rudak előnye az ultralow termikus és elektromos ellenállás; ideálissá teszik őket folyamatos működésre kilowattos teljesítménykategóriában. Az ilyen forrásokat különösen ipari és tudományos magas teljesítményű alkalmazásokban használják, például anyagmegmunkálásban. Ott a Festkörper- és szálas lézerek pumpálására, vagy közvetlenül alkalmazzák őket.

Az FBH innovációi chiptervezésben, technológiában, összeszerelési technológiában és modultervezésben egyaránt lehetővé teszik a magasnyomású festőanyag-rendszerek pumpálásában elért fejlődést. Ennek érdekében új típusú chipeket integráltak innovatív oldalhűtött panelekkel, amelyek rendkívül széles, 1,2 mm-es nyílással rendelkeznek. Különösen pulzáló működésre alkalmasak, 20%-os kapcsolási tényezővel. Az emitterek egyedi sugarai a paneleken összekapcsolódnak magas energiasűrűségű sugárnyalábokká, amelyeket egy szálba kötnek. Ez első alkalommal kínál egy olyan pumpálószálas rendszert, amely magas teljesítményt, jó hatékonyságot és hosszú kapcsolási tényezőt biztosít. A legújabb magas energiájú, szilárdtest lézerek hatékony optikai pumpálására alkalmas. Egy 6 kW csúcs teljesítményű pumpálószálas modul, 50%-os elektrooptikai hatásfokkal, az FBH standjánál lesz bemutatva.

Kimeneti teljesítmény növelése a magas fényességű trapéz lézerek esetében

A trapéz lézerek magas optikai kimeneti teljesítményt nyújtanak, miközben kiváló sugárminőséget biztosítanak. Az FBH sikerült tovább növelnie ezek kimeneti teljesítményét. Míg korábban 8 W-os, spektrális tartományban 980 nm-től 1120 nm-ig terjedő beugrási teljesítményt adtak, az új fejlesztésű 1030 nm-es trapéz lézerek akár 10,3 W-os beugrási teljesítményt nyújtanak. Ez a kibocsátott fény teljesítményének 76%-ának felel meg. Ezt a további optimalizálás tette lehetővé, amely a laterális térbeli módok szűrését és a belső hullámhossz-választó rácsot érintette. Ezek a szűrők spektrális szélességet biztosítanak a lézerkibocsátásban, körülbelül 22 pm-es értékkel az egész teljesítménytartományban. Ezért ez a diódalézer típus alkalmas összetettebb alkalmazásokra, például nemlineáris frekvencia-konverzióra is.