Diodengepumpte Laserverstärkermodule

Wählen Sie RBAT für Oszillator- oder Resonatoraufgaben bei kleineren Aperturen und REA für Verstärkerstufen, die größere Stäbe oder höhere Energien erfordern. RBAT deckt Stabdurchmesser von 2 bis 4 mm ab, mit Grenzwerten von 150 W CW-Leistung und 500 mJ Langpulsenergie. REA reicht von 4 bis 32 mm und unterstützt bis zu 650 W CW oder 8 J; typische Einsatzbereiche sind Nanosekunden- und Pikosekunden-MOPA-Verstärker, instabile Resonatoren und Laser-Peening-Systeme. Die Überlappung bei 4 mm bedeutet, dass die optische Funktion und die Resonatorarchitektur ebenso wichtig sind wie der Stabdurchmesser. Definieren Sie vor der Serienauswahl die erforderliche Oszillator- oder Verstärkerfunktion, Pulsenergie, mittlere Leistung und Strahlapertur.

Wählen Sie den Pumpmodus entsprechend dem vorgesehenen Betriebszyklus, der thermischen Last und der Resonatorkonfiguration. Sowohl RBAT- als auch REA-diodengepumpte Laser-Verstärkungsmodule sind in CW- und QCW-Versionen erhältlich, ihre Kurzresonator-Testaufbauten verwenden jedoch unterschiedliche Auskoppelspiegel. RBAT verwendet für CW-Tests einen Auskoppelspiegel von 80 % und für QCW 40 %, während REA für CW 70 % und für QCW 40 % nutzt. Die entsprechenden Resonatoreinträge betragen 165 mm + 5 mm für RBAT und 280 mm + 5 mm für REA, jeweils mit einem 0.75mCC-High Reflector. Aufgrund dieser unterschiedlichen optischen Bedingungen können CW- und QCW-Ausgangswerte nicht so verglichen werden, als hätte sich nur die elektrische Ansteuerung geändert. Bestätigen Sie Pulsformat, Wiederholrate, mittlere thermische Last und Resonatoroptik für die exakte Teilenummer.

Wählen Sie YAG, wenn Robustheit, Homogenität und Betrieb bei hohen Frequenzen im Vordergrund stehen, während sich YLF für Designs eignen kann, die eine hohe Sättigungsfluenz und geringere Pulsverzerrung erfordern. YAG besitzt einen hohen stimulierten Emissionsquerschnitt und entsprechend eine geringe gespeicherte Energiedichte, allerdings können thermische Linsenbildung und thermisch induzierte Spannungsdoppelbrechung die mittlere Leistung unter hoher thermischer Last begrenzen. YLF weist einen vergleichsweise geringen thermischen Astigmatismus auf, allerdings erfordern der transmittierte Wellenfrontfehler und die niedrigere thermische Bruchgrenze besondere Aufmerksamkeit. Bei großen YLF-Verstärkern können MRF-Bearbeitung und orthogonal ausgerichtete Paare zunehmend größerer A-Cut-Stäbe eingesetzt werden, um Wellenfrontfehler und thermische Doppelbrechung zu kontrollieren. Diese Materialentscheidung kann sich über den gesamten Stabdurchmesserbereich von 2 bis 32 mm auf die Strahlqualität, die Konversion bei der Erzeugung der zweiten Harmonischen sowie auf die Pumpleistung für Ti:Sapphire-, OPA- oder OPCPA-Systeme auswirken.

Betrachten Sie die Ausgangswerte als Kurzresonator-Testergebnisse unter definierten optischen Bedingungen und nicht als automatisch erreichbare Werte in jedem Lasersystem. Innerhalb der zehn RBAT-CW-Varianten liefert ein 2,00-mm-Stab bei 60 W Spitzenpumpleistung eine angegebene Ausgangsleistung von 10 W, während eine 2,00-mm-Version bei 240 W 50 W erreicht. Bei derselben Pumpleistung von 240 W erreichen die 2,50-mm- und 3,00-mm-YAG-Varianten 65 W bzw. 75 W, während für die 3,00-mm-YLF-Variante 35 W angegeben sind. Diese Vergleiche zeigen, dass neben der Pumpleistung auch Stabdurchmesser und Konfiguration des Verstärkungsmediums die Leistung beeinflussen. Die Skalierung sollte daher nicht allein auf Pumpleistung oder Durchmesser basieren. Berücksichtigen Sie bei der Vorhersage der Systemleistung den vorgesehenen Resonator, den Auskoppelspiegel, die Kühlanordnung und die Größe des optischen Modus.

RBAT eignet sich für Resonatoranwendungen mit kleineren Stäben, während REA für Verstärkeranwendungen mit höherer Energie und große Resonatoren vorgesehen ist. Typische Einsatzbereiche für RBAT sind Einmoden-Oszillatoren für gepulste MOPA-Systeme, CW-gepumpte gütegeschaltete 532-nm-Nanosekundenlaser und LiDAR-Sender. REA eignet sich für Nanosekunden- und Pikosekunden-MOPA-Verstärkung, instabile Oszillatorresonatoren und Laser Peening. Die Grenzwerte von 500 mJ und 150 W bei RBAT gegenüber 8 J und 650 W bei REA verdeutlichen die unterschiedlichen Energie- und mittleren Leistungsbereiche, die die beiden Serien abdecken. Das breitere Anwendungsspektrum umfasst luftgestütztes LiDAR, Verstärkung von Pulszügen, Strömungsdiagnostik sowie das Pumpen von Ti:Sapphire-, OPA- und OPCPA-Systemen. Die endgültige Auswahl sollte auf Pulsformat, Apertur, erforderlicher Verstärkung, Wiederholrate und den nachgelagerten Anforderungen an die Konversion basieren.

Bevor Sie sich für ein Modul entscheiden, sollten Sie beim ausgewählten Teilenummernmodell das Verstärkungsmedium, Stabdurchmesser und -länge, die Anzahl der Diodenbarren, den Pumpmodus, die Ansteuerbedingungen, die Resonatoroptik und die Kühlanordnung bestätigen. Verstärkungsmaterial, Stabgeometrie und Anzahl der Diodenbarren sind konfigurierbar, daher reicht die Serienbezeichnung allein für ein schnittstellengesteuertes Design nicht aus. Die zehn verglichenen RBAT-CW-Varianten decken Stabdurchmesser von 2,00 bis 3,00 mm, Spitzenpumpleistungen von 60 bis 300 W und Ausgangsleistungen von 10 bis 100 W ab, während die breiteren Serien bei RBAT bis 4 mm und bei REA bis 32 mm reichen. Auch mechanische Befestigung, Kühlmittelanschlüsse, elektrische Schnittstellen, Beschichtungen, Polarisation und Wellenlängenanforderungen erfordern eine exakte Variantendefinition. Chassis, Treiber und Komponenten zur thermischen Regelung sollten nicht allein auf Basis der Grenzwerte einer Produktfamilie final festgelegt werden. Verwenden Sie bei der abschließenden Designprüfung stets die schnittstellen- und qualifikationsspezifischen Daten der konkreten Teilenummer.