電気工学および電子技術ジャーナル

kWファイバーレーザー用の高出力、高輝度ポンプ

ヘマシルパ・カラガラ

高出力ファイバーレーザーは、レーザー溶接、切断、穴あけなどのレーザー材料加工で幅広い用途に使用されています。ダイオードレーザーは、ファイバーレーザー用の非常に費用対効果が高く効率的なポンプ光源です。ダイオードレーザーは、数百ワットの電力を生成するダイオードレーザーのアレイで構成されており、アライメント光学系を使用してファイバーに結合され、すべてがコンパクトなパッケージに組み立てられています。980nmのGaAsベースのブロードエリアレーザーがポンプとして使用されます。レーザー材料加工アプリケーションの主な要件は、高出力と低いビームパラメータ積（BPP）です。一般的なブロードエリアレーザー（BAL）は、長さが少なくとも5mm、幅が100umで、15Aで14Wの電力と3.77のBPPを生成します。ストライプ幅が大きいため、レーザーはマルチモードであり、FFプロファイルには多数のピークがあります。現在の研究では、出力を維持しながら BPP を低くするために、出力アパーチャの合計が BAL の幅に等しい、さまざまなギャップを持つ狭ストライプ レーザーのアレイを設計、処理、テストしました。狭ストライプ レーザーは後面で幅が 4um で、幅は前面で断熱的に最大 20um まで拡大され、シングル モード動作とガウス FF プロファイルを維持します。BAL と同じ寸法の狭ストライプ レーザー アレイは、15A で 11W の電力と 3.0 の BPP を生成します。BAL の電力を、エミッターの数が多い狭ストライプ レーザー アレイに一致させることができます。ガウス FF プロファイルにより、NA での電力とファイバーへの結合効率は BAL よりも優れていると予想されます。狭ストライプ レーザー アレイのもう 1 つの利点は、アレイ内の 1 つ以上のレーザーが故障したり電力が低下したりした後でもデバイスが機能することです。