Journal de génie électrique et de technologie électronique

Pompes haute puissance et haute luminosité pour lasers à fibre kW

Hémashilpa Kalagara

Les lasers à fibre haute puissance sont utilisés dans le traitement des matériaux au laser, comme le soudage, la découpe, le perçage, etc., pour une large gamme d'applications. Les lasers à diode sont des sources de pompage très rentables et efficaces pour les lasers à fibre. Ils se composent de réseaux de lasers à diode qui génèrent des centaines de watts de puissance, qui sont couplés dans les fibres à l'aide d'optiques d'alignement, le tout assemblé dans un boîtier compact. Des lasers à large zone à base de GaAs à 980 nm sont utilisés comme pompes. Les exigences clés pour les applications de traitement des matériaux au laser sont une puissance élevée et un faible produit de paramètre de faisceau (BPP). Un laser à large zone (BAL) typique a une longueur d'au moins 5 mm et une largeur de 100 um, générant une puissance de 14 W à 15 A et un BPP de 3,77. En raison de la grande largeur de bande, le laser est multimode et le profil FF présente de nombreux pics. Dans notre étude actuelle, nous avons conçu, traité et testé un réseau de lasers à bande étroite avec des écarts variables, dont l'ouverture de sortie totale est égale à la largeur du BAL, pour obtenir un BPP inférieur, tout en maintenant la puissance. Les lasers à bande étroite ont une largeur de 4 µm à l'arrière et la largeur est augmentée de manière adiabatique jusqu'à 20 µm à l'avant pour maintenir un fonctionnement en mode unique et un profil FF gaussien. Le réseau laser à bande étroite de mêmes dimensions que le BAL génère une puissance de 11 W à 15 A et un BPP de 3,0. Nous sommes en mesure d'adapter la puissance de notre BAL à un réseau laser à bande étroite avec un plus grand nombre d'émetteurs. En raison du profil FF gaussien, la puissance en NA et l'efficacité de couplage dans la fibre devraient être meilleures que celles du BAL. Un autre avantage du réseau laser à bande étroite est que le dispositif est fonctionnel même après qu'un ou plusieurs lasers du réseau meurent ou ont une faible puissance.