白皮书

用于掺镱光纤激光系统的新高功率单发射极二极管

综述

FACTOR 976 nm 系列能够帮助采用极度紧凑型轻便封装的掺镱光纤激光器提高泵浦,并且能够在不需要额外冷却的情况下以仅 21A 的工作电流达到 400W 的功率。 这些新型二极管适用于高功率工业和医疗应用,并提供 VBG 锁定,以进一步减少波长性能受到的热影响。

虽然许多光纤耦合模块传统上基于高功率半导体激光器巴条,但腔面钝化技术的改进提高了 COMD 阈值,从而提高了每个单发射极的功率。 发射极排列成阶梯状结构,增加了发射极之间的距离,从而增强了冷却效果。 这种布局也有利于实现多个发射极的空间复用,而偏振复用可用于某些 FACTOR 二极管封装。

用于掺镱光纤激光器系统的单发射极二极管
新的 FACTOR 976 nm 二极管有两种配置:
Verdi Factor - 22 Factor - 16
输出功率 (W) 400 150
工作电流 (A) 21 12
电光学效率 >45(典型值 50) >48(典型值 51)
纤芯/熔覆直径 (µm) 200 / 240 106.5 / 125
90% 功率容量 NA 0.16(典型值 93%) NA 0.15(典型值 93%)
VBG VBG VBG
光纤输出 尾纤 尾纤
尺寸 (nm) 97 x 76 x 12 96 x 50 x 12
重量 (g) 500 230
相干公司 FACTOR 16 型和 FACTOR 22 型

FACTOR-16 基于一个由 16 个单发射极组成的阵列,能够在 106.5/125 µm 光纤中泵送高达 150 W 的功率。 该装置设计有交替的侧面安装孔,能够在非常密集的阵列中交错布置二极管。 通过模块底面的热传导进行冷却。 该型号不包含 ModeStrip 光纤,随附光纤尾纤为紧凑型。

FACTOR-22 基于一个由 22 个单发射极组成的阵列,能够在 200/240 µm 光纤中泵送高达 400 W 的功率。 该装置包括一个光纤 ModeStrip,能够将一些热量引入该区域。 通过模块底面的热传导冷却进行散热,如果需要,客户可以安装散热片。 有两个孔可用于安装温度传感器。

这两种型号设计坚固,几乎消除了安装过程中可能发生的模块弯曲,这样一来无论是否安装散热片,都能确保正常散热。

VGB 锁定

相干公司的 VGB 锁定设计目标是在不到 1 nm 的范围内实现 90% 的功率容量。 FACTOR 22 的线宽为 0.7 nm,效率为 52.6%;FACTOR 16 的线宽为 0.9 nm,效率为 51.2%。

下图显示了温度范围内的 976nm 波长锁定。

温度范围内的 976nm VGB 波长锁定

“在提供各种功率级别和波长的 VGB 锁定产品方面,相干公司是行业领导者之一。”

 

在提供各种功率级别和波长的 VGB 锁定产品方面,相干公司是行业领导者之一。 凭借内置 VGB 能力,这些 FACTOR 二极管受益于锁定性能的改善。 可在 4 - 24 A 的功率范围内和 20 - 50° 的温度范围内实现出色的锁定(即锁定光谱的带内功率为 99%),表明不需要主动温度控制就能实现这些效果。 提供的锁定范围为 ±6 nm,这意味着锁定适用于 970 nm 至 982 nm 之间的未锁定中心波长,这是市场上最宽的锁定范围之一。

出色锁定,无需主动温度控制

光纤前数值孔径

FACTOR 976 nm 系列的数值孔径 (NA) 是设计光纤合束器的一个重要因素。 在这里,使用一个简单的 CCD 相机测量远光片,分辨率高,没有过饱和现象。 NA 0.16 的孔径显示为下面的白环。

光纤前数值孔径

 

结果显示,在水平和垂直平面上的横截面均为典型的高斯式分布,没有任何意外副峰。 左下角显示了每个功率要求的 NA。 构建的每个模块都要通过这个测试,以确保整个二极管系列的质量。

“我们已经完成了大量环境测试,以便在各种条件下验证坚固设计和性能……”

最大可用功率与 波长

其他型号

我们还提供其他波长的 FACTOR 二极管,包括 793 nm(用于 106.5 µm 光纤的 10 - 40 W 掺铥光纤泵浦)以及 88X(用于基于 Nd3+ 的 200 µm和 400 µm 纤芯 150 W DPSS 激光器),从而为设计高度精密的激光器提供更有效但复杂度较低的泵浦方案。 另外我们还提供 808 nm 的型号,用于 Nd 末端泵送、医疗和材料加工应用。如有需要,我们还提供用于医疗应用的 1060 nm 型号。
安排免费咨询以讨论您的需求。