Diodegepompte lasergain-modules

Kies RBAT voor oscillator- of resonatortoepassingen met kleinere aperturen, en REA voor versterkertrappen die grotere staven of hogere energie vereisen. RBAT bestrijkt stafdiameters van 2 tot 4 mm, met serielimieten van 150 W CW-vermogen en 500 mJ lange-pulsenergie. REA loopt van 4 tot 32 mm en ondersteunt tot 650 W CW of 8 J, met typische toepassingen in nanoseconde- en picoseconde-MOPA-versterkers, instabiele resonatoren en laser-peeningsystemen. De overlap bij 4 mm betekent dat de optische functie en cavity-architectuur net zo belangrijk zijn als de stafdiameter. Bepaal vóór de keuze van de serie de vereiste oscillator- of versterkerfunctie, pulsenergie, gemiddeld vermogen en bundelapertuur.

Kies de pompmodus op basis van de beoogde bedrijfscyclus, thermische belasting en cavity-configuratie. Zowel de RBAT- als de REA-diodegepompte lasergainmodules zijn leverbaar in CW- en QCW-uitvoering, maar hun short-cavity-testopstellingen gebruiken verschillende uitgangskoppelaars. RBAT gebruikt een uitgangskoppelaar van 80% voor CW-tests en 40% voor QCW, terwijl REA 70% voor CW en 40% voor QCW gebruikt. De bijbehorende cavity-instellingen zijn 165 mm + 5 mm voor RBAT en 280 mm + 5 mm voor REA, met een 0.75mCC high reflector. Door deze verschillende optische omstandigheden kunnen de CW- en QCW-uitgangswaarden niet worden vergeleken alsof alleen de elektrische aansturing is gewijzigd. Bevestig voor het exacte onderdeelnummer het pulsformaat, de herhalingsfrequentie, de gemiddelde thermische belasting en de cavity-optiek.

Kies YAG wanneer robuustheid, homogeniteit en werking op hoge frequentie de belangrijkste prioriteiten zijn, terwijl YLF geschikt kan zijn voor ontwerpen die een hoge saturatiefluëntie en minder pulsvervorming vereisen. YAG heeft een hoge doorsnede voor gestimuleerde emissie en daardoor een lage opgeslagen energiedichtheid, maar thermische lensvorming en thermisch geïnduceerde spanningsbirefringentie kunnen het gemiddelde vermogen beperken bij hoge thermische belasting. YLF biedt relatief zwak thermisch astigmatisme, al vragen de doorgelaten golffrontfout en de lagere grens voor thermische breuk om zorgvuldige afweging. Voor grote YLF-versterkers kunnen MRF-bewerking en orthogonaal georiënteerde paren van steeds grotere A-cut-staven worden gebruikt om golffrontfouten en thermische birefringentie te beheersen. Deze materiaalkeuze kan invloed hebben op de bundelkwaliteit, de conversie bij tweede-harmonische generatie en de pompprestaties voor Ti:Sapphire-, OPA- of OPCPA-systemen binnen het stafbereik van 2–32 mm.

Beschouw de uitgangswaarden als testresultaten van een short-cavity-configuratie onder vastgelegde optische omstandigheden, en niet als automatische uitgangswaarden in elk lasersysteem. Binnen de tien RBAT CW-varianten levert een staf van 2,00 mm met een maximaal pompvermogen van 60 W een opgegeven uitgangsvermogen van 10 W, terwijl een uitvoering van 2,00 mm bij 240 W 50 W bereikt. Bij hetzelfde pompvermogen van 240 W halen de YAG-varianten van 2,50 mm en 3,00 mm respectievelijk 65 W en 75 W, terwijl voor de YLF-variant van 3,00 mm 35 W is opgegeven. Deze vergelijkingen laten zien dat stafdiameter en configuratie van het gainmedium naast het pompvermogen van invloed zijn op de prestaties. Opschaling mag daarom niet alleen op pompvermogen of diameter worden gebaseerd. Gebruik de beoogde cavity, uitgangskoppelaar, koelconfiguratie en optische modediameter om de systeemprestaties te voorspellen.

RBAT is afgestemd op resonatortoepassingen met kleinere staven, terwijl REA bedoeld is voor versterkertoepassingen met hogere energie en voor grote resonatoren. Typische RBAT-toepassingen zijn single-mode oscillatoren voor gepulste MOPA-systemen, CW-gepompte 532 nm nanoseconde Q-switched lasers en lidarzenders. REA is geschikt voor nanoseconde- en picoseconde-MOPA-versterking, instabiele oscillatorresonatoren en laser peening. De serielimieten van 500 mJ en 150 W voor RBAT, tegenover 8 J en 650 W voor REA, laten zien dat de twee series verschillende energie- en gemiddeld-vermogensniveaus bedienen. Het bredere toepassingsgebied omvat airborne lidar, pulse-train-versterking, flowdiagnostiek en pomping voor Ti:Sapphire-, OPA- en OPCPA-systemen. De uiteindelijke keuze moet worden gebaseerd op pulsformaat, apertuur, vereiste gain, herhalingsfrequentie en de vereisten voor downstream conversie.

Voordat u een module selecteert, moet u voor het gekozen onderdeelnummer het gainmedium, de stafdiameter en -lengte, het aantal diodebars, de pompmodus, de aanstuurcondities, de cavity-optiek en de koelconfiguratie bevestigen. Gainmateriaal, stafgeometrie en het aantal diodebars zijn configureerbaar, waardoor een serieaanduiding alleen niet volstaat voor een interfacegestuurd ontwerp. De tien RBAT CW-varianten in deze vergelijking bestrijken stafdiameters van 2,00 tot 3,00 mm, maximale pompvermogens van 60 tot 300 W en uitgangsvermogens van 10 tot 100 W, terwijl de bredere series doorlopen tot 4 mm voor RBAT en 32 mm voor REA. Ook mechanische montage, koelmiddelaansluitingen, elektrische interfaces, coatings, polarisatie en golflengte-eisen vereisen een exacte variantdefinitie. Chassis, driver- en hardware voor thermische regeling mogen niet uitsluitend worden vastgelegd op basis van limieten op familieniveau. Gebruik tijdens de definitieve ontwerpbeoordeling interfacespecifieke en kwalificatiegegevens van het betreffende onderdeel.