Vertikaalne virnadioodlaser Kui lasertehnika valdkonnas on selge suundumus, see on kiudlaserite tõus. Suure võimsusega lõikamis- ja keevitusrakendustes on suure hulga turuosa hõivamiseks kasutanud kiudlasereid suure võimsusega CO2 ja tahkislaseritest. Praegu uurivad mõned peamised kiudlaserite tootjad turu suurema nõudluse rahuldamiseks paljusid uusi rakendusi.
Suure võimsusega kiudlaserites on üherežiimilistel süsteemidel rahuldavad omadused: need on suure heledusega, suudavad suurima tugevusega fokusseerida mõne mikronini. Neil on ka suurim teravussügavus, vertikaalse korstna dioodlaser, mis muudab need ideaalseks kaugtöötlemiseks.
Millised on ühemoodiliste suure võimsusega kiudlaserite väljakutsed? Need väljakutsed võib jagada kolmeks põhivaldkonnaks: a) parem pumpamine, b) väikeste optiliste kadudega aktiivkiudude kavandamine ja töötamine ainult ühemoodilises režiimis ning c) saadud kiirguse õige mõõtmine. Selles artiklis eeldame, et väljakutse a) saab lahendada suure heledusega laserdioodide ja sobivate sidestustehnikate abil, vertikaalse korstna dioodlaseriga, nii et keskendume kahele ülejäänud katsealale.
Aktiivkiu kujunduses suure võimsusega ühemoodilise töö jaoks, vertikaalse korstna dioodlaseriga, on optimeerimiseks kaks üldist parameetrit: doping ja geomeetria. Kõik parameetrid tuleb kindlaks määrata, et saavutada minimaalne kadu, ühemoodiline töö ja lõplik suure võimsusega võimendus. Täiuslik kiudvõimendi tagab üle 90% suurest muundamiskiirusest, täiuslikust valgusvihu kvaliteedist ja väljundvõimsusest, mida piirab ainult saadaolev pumba võimsus.
Ühemoodilise süsteemi tõstmine suurema võimsuseni võib aga põhjustada suurema võimsustiheduse aktiivses südamikus, suurenenud termilise koormuse ja paljude mittelineaarsete optiliste efektide, näiteks stimuleeritud Ramani hajumise (SRS) ja stimuleeritud Brillouini hajumise (SBS) .
Kõige silmatorkavam on itterbiumiga legeeritud kvartskiudude tüüpiline toime ja see on hästi teada algusaegadel, kui kiudlaserid pole nii puhtad kui tänapäeval, ja see on fototaksis. Selles protsessis moodustub materjalis vertikaalse korstna dioodlaser, mis tuleneb lasermaterjali, defektikeskuse või värvikeskme koostoimest. See mõju on parasitaarne: see muudab pumba footonid soojuseks, mille tulemuseks on väiksem suurendamine ja suurem soojuskoormus.