Laser a pompa: tipi e applicazioni

Laser a pompasono il "nucleo dell'approvvigionamento energetico" dei sistemi laser. Iniettano energia luminosa di una lunghezza d'onda specifica nei mezzi di guadagno (come fibre drogate con erbio, cristalli a stato solido) per eccitare i mezzi per produrre radiazioni stimolate e infine formare un'uscita laser stabile. Le loro prestazioni determinano direttamente la potenza, l'efficienza e la stabilità dei sistemi laser.

1. Laser per pompe a semiconduttore

Le lunghezze d'onda tradizionali sono 980 nm (dedicate agli amplificatori in fibra drogata con erbio EDFA), 1480 nm (adattate all'EDFA ad alta potenza). Dimensioni ridotte, elevata efficienza di conversione elettro-ottica e ampia copertura della lunghezza d'onda. Supportano il funzionamento in modalità onda continua (CW) o impulso, adatti alla maggior parte dei sistemi laser di piccole e medie dimensioni.

Scenari applicativi:

Campo della comunicazione ottica (EDFA, pompaggio con amplificatore Raman), marcatura laser industriale (marcatura di superfici in metallo/plastica), apparecchiature mediche (trattamento laser dentale, laser cosmetico), telemetri laser portatili.

2. Laser a pompa a stato solido

Utilizzando cristalli a stato solido (come Nd:YAG, Yb:YAG) come mezzo di guadagno, con elevata potenza di uscita, eccellente qualità del raggio e forte capacità anti-interferenza. Deve essere abbinato a un laser a semiconduttore come sorgente di pompa secondaria e iniettare energia nel cristallo solido attraverso l'accoppiamento ottico, adatto per l'uscita laser continua o a impulsi ad alta potenza.

Scenari applicativi:

Taglio laser industriale (taglio di lastre metalliche spesse), saldatura laser (saldatura di componenti automobilistici), rimozione della ruggine tramite laser (disossidazione della superficie di navi/ponti), campo di ricerca scientifica (esperimento di fusione nucleare laser).

3. Laser con pompa a fibra

Utilizzando fibre drogate (come fibre drogate con itterbio, fibre drogate con erbio) come mezzo di guadagno, combinato con la tecnologia di accoppiamento delle fibre, il raggio di uscita può essere trasmesso attraverso fibre con elevata flessibilità. Sono adatti per scenari che richiedono la trasmissione di energia a lunga distanza o con percorsi complessi.

Scenari applicativi:

Trasmissione di comunicazioni ottiche a lunga distanza (pompaggio con amplificatore Raman), incisione laser di precisione (incisione di circuiti stampati PCB), chirurgia medica minimamente invasiva (bisturi laser a fibra), stampa 3D di metalli (stampa di piccole parti).

4. Laser per pompe di benzina

Utilizzando gas (come CO₂, He-Ne) come mezzo di guadagno, energia eccitante attraverso la scarica di gas, con ampia copertura della lunghezza d'onda di uscita. La gamma di potenza è ampia, ma le dimensioni sono grandi e l'efficienza è bassa, adatta a scenari con requisiti di lunghezza d'onda specifici.

Scenari applicativi:

Taglio laser industriale (materiali non metallici come acrilico, legno), marcatura laser (marcatura di superfici in vetro), campo di ricerca scientifica (analisi spettrale, interferometria laser), campo medico (trattamento laser dermatologico a CO₂).

Optronica della scatolafornisce laser con pompa a semiconduttore (638nm~1064nm) e laser con pompa a fibra (980nm, 1450nm, 1480nm, ecc.)