بازآرایی پروفایل پرتو لیزر دیودی استک برای اتصال به فیبر نوریو افزایش چگالی انرژی در جهت پردازش مواد

Subject Areas : Energy & Enviroment

سید حامد قاسمی ^{1 *}

1 -

Received: 2025-08-29 Accepted : 2025-09-01 Published : 2025-08-30

Keywords: فیبرنوری, تغییر نمایه خروجی لیزر, لیزر دیودی استک,

Abstract :

یک تکنیک شکل‌دهی موثر پرتو که در آن با استفاده از بازآرایی پرتو برای متقارن سازی پارامتر کیفیت پرتو و چگالی توان، از یک لیزر دیودی استک توان بالا با ده بار، از  یک صفحه آینه نواری و یک آینه V-Stack در طراحی سیستم شکل‌دهی پرتو به جهت شبیه‌سازی استفاده شده است. در این تکنیک، پرتو یک لیزر دیودی استک با توان بالا به طور موثر به یک مغزی فیبر با قطر استاندارد  800 میکرومتر با گشودگی عددی NA = 0.22 تزویج می شود. با این تکنیک، پکیدگی، راندمان بالاتر و هزینه تولید کمتر برای دیود استک تزویج شده به فیبر امکان پذیر است. با در دسترس بودن چگالی توان بالا کاربردهای بسیار گسترده تری از لیزرهای دایودی همچون پردازش مواد، جوش، برش و سخت سازی سطوح مورد انتظار است. البته از دیودهای تزویج شده به فیبر نوری می‌توان برای پمپاژ یک لیزر دیگر در جهت بهبود کیفیت پرتو خروجی از لیزر نیز استفاده کرد.

References:

[1] W. A. Clarkson, “Two-mirror beam shaping technique for high-power diode bars”, Optics letters, Vol. 21, No. 6, 375-377 (1996).
[2] S. Heinemann, L. Leininger, “Fiber coupled diode lasers and beam-shaped high-power stacks”, SPIE, Vol. 3267, 116-124 (1998).
[3] F. Dorsch, P. Henning, M. Nickel, “High-brightness Fiber-coupled diode laser module”, Proc. SPIE, Vol. 3285, 192-198 (1998).
[4]P. Y. Wang, A. Gheen, Z. Wang, “Beam shaping technology for laser diodearrays”, Proc. SPIE, Vol. 4770, 131-135 (2002).
[5]M. Xiao-hui, X. Li, L. Guo-jun, S. Quan-lin, X. De-sheng, Z. Jian-jia, “Beam shaping and fiber coupling of high power laser diode arrays”, Proc. SPIE, Vol. 5644, 545-548 (2005).
[6]H. Baker, J. Monjardin, P. Kneip, D. Hall, “1.8kW diode laser system for fiber-delivery using brightness-enhanced diode stacks and a novel final beam-shaper”, Proc. SPIE, Vol. 6876, 68760W-1-68760W-8 (2008).
[7]S.Carlsen, R. Price, M. Reynolds, A. Brown, R. Mehl, S. Patterson, R.Martinsen, “100-W, 105-μm, 0.15NA fiber coupled laser diode Module”, Proc. SPIE, Vol. 5644-29 (2009).
[8]N.Coluccelli, “Nonsequential modeling of laser diode stacks using Zemax: simulation, and experimental validation”, APPLIED OPTICS, Vol. 49, No. 6, 4237-4245 (2010).
[9]R. Pereira, B. Weichelt, D. Liang, P.J.Morais, H. Gouveia, M. Abdou-Ahmed, A.Voss, and T.Graf “Efficient pump shaping for high-power thin-disk laser systems”, APPLIED OPTICS, Vol. 49, No. 27, 5157-5162 (2010).