डायोड पंप सीडब्ल्यू: एक लवचिक आणि कार्यक्षम प्रकाश स्त्रोत पर्याय!

एनडी-डोप्ड क्रिस्टल्स आणि चष्मा जसे की एनडी: वाईएजी (निओडीमियम: यट्रियम अ‍ॅल्युमिनियम गार्नेट) लेसर गेन मटेरियल म्हणून फार पूर्वीपासून वापरले गेले आहे. ऑप्टिकली पंप केलेले, ते 1µm च्या जवळ आउटपुट तरंगलांबी तयार करू शकतात, तर निओडीमियमचे उत्तेजित राज्य आजीवन सतत लाट आणि स्पंदित (क्यू-स्विच) ऑपरेशनला समर्थन देते.

पारंपारिक लेसरमध्ये, तीव्र फ्लॅश दिवे आणि आर्क दिवे यांचे आउटपुट एक दंडगोलाकार लेसर क्रिस्टल रॉडमध्ये लक्ष केंद्रित केले जाते ज्यायोगे गेन मॉड्यूल तयार होते. हे मॉड्यूल नंतर लेसर पोकळीच्या आत ठेवले जाते, जे सामान्यत: कित्येक इंच लांबीचे असते आणि उच्च प्रतिबिंबक आणि आंशिक परावर्तक किंवा आउटपुट कपलर्सद्वारे बांधलेले असते.

तथापि, या दृष्टिकोनातून अनेक आव्हानांचा सामना करावा लागतो. प्रथम, पंप लाइट कार्यक्षम नाही, जो मुख्यत: पंप लाइटमध्ये विद्युत उर्जेचे रूपांतर करण्याच्या दिव्याच्या अकार्यक्षमतेमुळे, बर्‍याच निरुपयोगी उष्णतेमुळे होतो. अधिक गंभीरपणे, हे दिवे दृश्यमान आणि अवरक्त श्रेणींमध्ये ब्रॉडबँड रेडिएशन उत्सर्जित करतात, परिणामी बहुतेक प्रकाश लेसर गेन क्रिस्टल्सद्वारे पूर्णपणे शोषून घेत नाही, ज्यामुळे पंप मॉड्यूलच्या उष्णतेची निर्मिती वाढते. ही उष्णता लेसर हेडसाठी वॉटर-कूलिंग सिस्टमद्वारे नष्ट करणे आवश्यक आहे आणि मल्टी-किलोवॅट वीजपुरवठा आवश्यक आहे.

बर्‍याच औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी, सतत कंस दिवे मर्यादित आयुष्य असतात आणि दर 200 ते 600 तासांनी बदलण्याची आवश्यकता असते. बदली दरम्यान, पोकळीच्या ऑप्टिक्समध्ये एक चांगला लेसर आउटपुट नमुना राखण्यासाठी बर्‍याचदा बारीक-ट्यून करणे आवश्यक असते. ही वारंवार नियमित देखभाल केवळ खर्च वाढवित नाही तर लेसर सिस्टमच्या स्थिरतेवर देखील परिणाम करू शकते. याव्यतिरिक्त, ऑप्टिकल संरेखन वेळोवेळी वाहू शकते, नियमितपणे रिकॅलिब्रेशनची आवश्यकता असते, अगदी दिवा स्वतःच बदलण्याचा विचार न करता.

याउलट,डायोड पंप सीडब्ल्यूया मर्यादा आणि तोटे लक्षणीयरीत्या दूर करते. निओडीमियम-डोप्ड लेसर क्रिस्टल्समध्ये 808 आणि 880 एनएमच्या तरंगलांबींमध्ये उच्च शोषण असते, जे आयएनजीएएस सेमीकंडक्टर लेसर डायोडच्या उत्सर्जन तरंगलांबीशी जुळते. लेसर डायोड इलेक्ट्रिकल एनर्जीला लेसर लाइटमध्ये कार्यक्षमतेने रूपांतरित करू शकते, जे निओडीमियम-डोप्ड क्रिस्टलद्वारे प्रभावीपणे शोषले जाते, पारंपारिक दिवा-पंप केलेल्या लेसरच्या तुलनेत कित्येक पटीने जास्त असलेली भिंत-प्लग कार्यक्षमता प्राप्त करते.

उच्च विद्युत कार्यक्षमतेव्यतिरिक्त,डायोड पंप सीडब्ल्यूइतर महत्त्वपूर्ण फायदे देखील आणतात. कमी आउटपुट पॉवरमुळे, हे लेसर तुलनेने कमी उष्णता निर्माण करतात, शीतकरण आवश्यकता कमी करतात. याव्यतिरिक्त, ते कमी व्होल्टेज पॉवर सप्लायद्वारे समर्थित आहेत, काही लेसर मशीन टूल्समध्ये सिंगल-फेज (110/220 व्ही) ओळी किंवा कमी व्होल्टेज युटिलिटीसह सुसंगत आहेत.

याव्यतिरिक्त, सेमीकंडक्टर डायोडच्या कॉम्पॅक्ट आकारामुळे, लेसर हेडचे एकूण आकार लक्षणीय प्रमाणात कमी केले जाऊ शकते. OEM आणि औद्योगिक वापरकर्त्यांसाठी, डायोडचे दीर्घ आयुष्य देखभाल डाउनटाइम कमी करते. खरं तर, डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसरमध्ये डायोड विश्वसनीयतेच्या सतत सुधारणांसह, या लेसरने बर्‍याच वर्षांच्या त्रास-मुक्त ऑपरेशनची प्राप्ती केली आहे.

लेसर क्रिस्टल्सच्या परिचयाच्या दृष्टीने, डायोड पंप केलेल्या सीडब्ल्यूसाठी अनेक मूलभूत दृष्टिकोन आहेत, ज्यात एंड पंपिंग आणि साइड पंपिंगसह. एंड पंप लेसर दहा वॅट्स पर्यंतच्या पॉवर रेंजमध्ये उच्च-गुणवत्तेच्या आउटपुट बीमची उच्च कार्यक्षमता आणि स्थिरता प्रदान करतात, तर साइड पंप लेसर कच्च्या शक्तीच्या कित्येक किलोवॅटपर्यंत प्रदान करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात, जरी त्यांची बीम गुणवत्ता तडजोड केली गेली आहे.

च्या परिचय पासूनडायोड पंप सीडब्ल्यू, असंख्य लेसर क्रिस्टल भूमितींचा अभ्यास वेगवेगळ्या प्रमाणात व्यावसायिक यशाने केला गेला आहे. त्यापैकी दंडगोलाकार रॉड्स, प्लेट्स आणि पातळ डिस्क क्रिस्टल्स सर्वात महत्वाचे आहेत. पॉवर आणि मोडच्या आवश्यकतेनुसार, प्लेट आणि रॉड लेसर क्रिस्टल्स एकतर एंड-पंप किंवा साइड-पंप म्हणून डिझाइन केले जाऊ शकतात, तर डिस्क क्रिस्टल्स केवळ एंड-पंप केले जाऊ शकतात. सामान्यत: रॉड क्रिस्टल्स कमी/मध्यम उर्जा आणि उच्च मोड गुणवत्ता अनुप्रयोगांवर वर्चस्व गाजवतात, तर प्लेट आणि डिस्क क्रिस्टल्स बर्‍याचदा उच्च-शक्तीच्या लेसरमध्ये वापरले जातात.