Weißbuch
Neue Hochleistungs-Einzelemitterdioden für Ytterbium-dotierte Faserlasersysteme
Überblick
Die FACTOR 976 nm-Serie unterstützt die Ansteuerung von Ytterbium-dotierten Faserlasern in extrem kompakten und leichten Gehäusen und erreicht eine Leistung von 400 W bei einem Betriebsstrom von nur 21 A, ohne dass eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist. Diese neuen Dioden eignen sich für industrielle und medizinische Hochleistungsanwendungen und bieten VBG-Lock-Technologie, um thermische Einflüsse auf die Wellenlängencharakteristik weiter zu reduzieren.
Obwohl viele fasergekoppelte Module traditionell aufHochleistungs-Halbleiterlaser-Barrenbasieren, haben Verbesserungen bei der Passivierungstechnik der Resonatorwände die COMD-Schwelle erhöht und damit die Leistung pro Einzelemitter gesteigert. Die Anordnung der Emitter in einer stufenförmigen Struktur vergrößert den Abstand zwischen den Emittern und verbessert so die Kühlwirkung. Diese Anordnung begünstigt zudem die räumliche Multiplexierung mehrerer Emitter, während bei bestimmten FACTOR-Diodengehäusen Polarisationsmultiplexierung genutzt werden kann.
Die neue FACTOR-976-nm-Diode ist in zwei Ausführungen erhältlich:
| Verdi | Faktor – 22 | Faktor – 16 |
| Ausgangsleistung (W) | 400 | 150 |
| Betriebsstrom (A) | 21 | 12 |
| Elektrooptischer Wirkungsgrad | >45 (typischer Wert 50) | >48 (typischer Wert 51) |
| Durchmesser von Kernfaser/Aufschmelzschicht (µm) | 200 / 240 | 106,5 / 125 |
| 90 % Leistungskapazität | NA 0,16 (typischer Wert 93 %) | NA 0,15 (typischer Wert 93 %) |
| VBG | VBG | VBG |
| Glasfaserausgang | Anschlusskabel | Anschlusskabel |
| Größe (nm) | 97 × 76 × 12 | 96 × 50 × 12 |
| Gewicht (g) | 500 | 230 |
FACTOR-16 basiert auf einem Array aus 16 Einzelemittern und kann in 106,5/125-µm-Glasfasern eine Leistung von bis zu 150 W einspeisen. Das Gerät verfügt über abwechselnd angeordnete seitliche Befestigungslöcher, wodurch die Dioden in einem sehr dichten Array versetzt angeordnet werden können. Die Kühlung erfolgt durch Wärmeleitung über die Unterseite des Moduls. Dieses Modell enthält keine ModeStrip-Faser; die mitgelieferte Faser-Patchkabel ist in kompakter Ausführung.
FACTOR-22 basiert auf einem Array aus 22 Einzelemittern und kann bis zu 400 W Leistung in 200/240-µm-Lichtwellenleiter einspeisen. Das Gerät enthält einen ModeStrip für Glasfasern, der einen Teil der Wärme in diesen Bereich ableitet. Die Wärmeableitung erfolgt über die Wärmeübertragung an der Unterseite des Moduls; bei Bedarf kann der Kunde einen Kühlkörper anbringen. Es stehen zwei Öffnungen für die Montage von Temperatursensoren zur Verfügung.
Diese beiden Modelle sind robust konstruiert, wodurch ein mögliches Verbiegen der Module während der Montage nahezu ausgeschlossen ist. So ist eine einwandfreie Wärmeableitung sowohl mit als auch ohne Kühlkörper gewährleistet.
VGB-Verriegelung
Coherent VGB-LockCoherent , eine Leistungskapazität von 90 % bei einer Breite von weniger als 1 nm zu erreichen. FACTOR 22 weist eine Breite von 0,7 nm und einen Wirkungsgrad von 52,6 % auf; FACTOR 16 hat eine Breite von 0,9 nm und einen Wirkungsgrad von 51,2 %.
Die folgende Abbildung zeigt die Wellenlängenverriegelung bei 976 nm über den Temperaturbereich.
Coherent einer derCoherent bei der Bereitstellung von VGB-Lock-Produkten in verschiedenen Leistungsklassen und Wellenlängen.“
Coherent derCoherent bei der Bereitstellung von VGB-verriegelten Produkten in verschiedenen Leistungsklassen und Wellenlängen. Dank der integrierten VGB-Fähigkeit profitieren diese FACTOR-Dioden von einer verbesserten Verriegelungsleistung. Eine hervorragende Lock-In-Leistung (d. h. eine In-Band-Leistung von 99 % im Lock-In-Spektrum) wird im Leistungsbereich von 4 bis 24 A und im Temperaturbereich von 20 bis 50 °C erreicht, was zeigt, dass diese Ergebnisse ohne aktive Temperaturregelung erzielt werden können. Der angebotene Lock-in-Bereich beträgt ±6 nm, was bedeutet, dass der Lock-in für ungelockte Mittenwellenlängen zwischen 970 nm und 982 nm geeignet ist – einer der breitesten Lock-in-Bereiche auf dem Markt.
Numerische Apertur vor der Faser
Der numerische Aperturwert (NA) der FACTOR 976 nm-Serie ist ein wichtiger Faktor bei der Konstruktion von Glasfaserbündlern. Hier wird der Fernlichtstrahl mit einer einfachen CCD-Kamera gemessen, die eine hohe Auflösung bietet und keine Übersättigung aufweist. Die Apertur mit einem NA-Wert von 0,16 wird als weißer Ring dargestellt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Querschnitte sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Ebene eine typische Gaußsche Verteilung aufweisen, ohne unerwartete Nebenpeaks. In der unteren linken Ecke ist die NA für jede Leistungsanforderung angegeben. Jedes gefertigte Modul muss diesen Test bestehen, um die Qualität der gesamten Diodenreihe sicherzustellen.
„Wir haben umfangreiche Umwelttests durchgeführt, um die robuste Bauweise und die Leistungsfähigkeit unter verschiedenen Bedingungen zu überprüfen …“
Andere Modelle
Wir bieten auch FACTOR-Dioden in anderen Wellenlängen an, darunter 793 nm (für die Therm-dotierte Faserpumpe mit 10–40 W für 106,5-µm-Fasern) sowie 88X (für 150-W-DPSS-Laser auf Nd³⁺-Basis mit 200-µm- und 400-µm-Faserkernen),und bieten damit effizientere, aber weniger komplexe Pumplösungen für die Entwicklung hochpräziser Laser. Darüber hinaus bieten wir Modelle mit 808 nm für Nd-Endpumping, medizinische Anwendungen und die Materialbearbeitung an. Bei Bedarf sind auch Modelle mit 1060 nm für medizinische Anwendungen erhältlich.