Introduirelasers à fibre pulsés
Les lasers à fibre pulsés sontdispositifs laserCes dispositifs utilisent des fibres dopées aux ions de terres rares (comme l'ytterbium, l'erbium, le thulium, etc.) comme milieu amplificateur. Ils se composent d'un milieu amplificateur, d'une cavité résonante optique et d'une source de pompage. Leur technologie de génération d'impulsions repose principalement sur la commutation Q (à l'échelle de la nanoseconde), le verrouillage de mode actif (à l'échelle de la picoseconde), le verrouillage de mode passif (à l'échelle de la femtoseconde) et l'amplification de la puissance de l'oscillation principale (MOPA).
Dans le domaine des énergies nouvelles, les applications industrielles couvrent la découpe des métaux, le soudage, le nettoyage laser et la découpe des languettes de batteries au lithium, avec une puissance de sortie multimode atteignant plusieurs dizaines de milliers de watts. Dans le domaine du lidar, les lasers pulsés à 1550 nm, grâce à leur énergie d'impulsion élevée et à leur innocuité oculaire, sont utilisés dans les systèmes de télémétrie et les radars embarqués.
Les principaux types de produits comprennent les fibres à commutation Q, les fibres MOPA et les fibres haute puissance.lasers pulsés. Catégorie:
1. Laser à fibre à commutation Q : Le principe de la commutation Q consiste à intégrer un dispositif à pertes ajustables au sein du laser. En temps normal, le laser présente des pertes importantes et une émission lumineuse quasi nulle. La réduction des pertes du dispositif permet, sur un laps de temps extrêmement court, de générer une impulsion brève et intense. Les lasers à fibre à commutation Q peuvent être réalisés de manière active ou passive. La technologie active consiste généralement à ajouter un modulateur d'intensité dans la cavité pour contrôler les pertes du laser. Les techniques passives utilisent des absorbeurs saturés ou d'autres effets non linéaires, tels que la diffusion Raman stimulée et la diffusion Brillouin stimulée, pour former des mécanismes de modulation Q. Les impulsions générées par les méthodes de commutation Q sont généralement de l'ordre de la nanoseconde. Pour générer des impulsions encore plus courtes, on peut recourir au verrouillage de modes.
2. Laser à fibre à modes verrouillés : Il peut générer des impulsions ultracourtes par verrouillage de modes actif ou passif. En raison du temps de réponse du modulateur, la largeur d'impulsion générée par verrouillage de modes actif est généralement de l'ordre de la picoseconde. Le verrouillage de modes passif utilise des dispositifs de verrouillage de modes passifs, qui ont un temps de réponse très court et peuvent générer des impulsions de l'ordre de la femtoseconde.
Voici une brève introduction au principe du verrouillage du moule.
Dans une cavité résonante laser, il existe d'innombrables modes longitudinaux. Pour une cavité annulaire, l'intervalle de fréquence des modes longitudinaux est égal à Δν/CCL, où C est la vitesse de la lumière et CCL la longueur du trajet optique aller-retour du signal dans la cavité. Généralement, la bande passante du gain des lasers à fibre est relativement large, et un grand nombre de modes longitudinaux peuvent fonctionner simultanément. Le nombre total de modes que le laser peut supporter dépend de l'intervalle de fréquence entre les modes longitudinaux Δν et de la bande passante du gain du milieu amplificateur. Plus l'intervalle de fréquence entre les modes longitudinaux est petit, plus la bande passante du gain du milieu est grande, et plus le nombre de modes longitudinaux supportés est élevé. Inversement, plus l'intervalle de fréquence entre les modes longitudinaux est petit, moins il y a de modes longitudinaux supportés.
3. Laser quasi-continu (laser QCW) : Il s’agit d’un mode de fonctionnement particulier, intermédiaire entre les lasers à onde continue (CW) et les lasers pulsés. Il permet d’obtenir une puissance instantanée élevée grâce à des impulsions périodiques longues (rapport cyclique typiquement ≤ 1 %) tout en conservant une puissance moyenne relativement faible. Il combine la stabilité des lasers continus avec la puissance de crête des lasers pulsés.
Principe technique : les lasers QCW chargent les modules de modulation en continulaserCe circuit permet de découper les faisceaux laser continus en séquences d'impulsions à rapport cyclique élevé, assurant ainsi une commutation flexible entre les modes continu et pulsé. Son principal atout réside dans le mécanisme de « rafale brève suivie d'un refroidissement prolongé ». Le refroidissement durant l'intervalle entre les impulsions réduit l'accumulation de chaleur et diminue le risque de déformation thermique du matériau.
Avantages et caractéristiques : Intégration bimode : Elle combine la puissance de crête du mode pulsé (jusqu’à 10 fois la puissance moyenne du mode continu) avec le rendement et la stabilité élevés du mode continu.
Faible consommation d'énergie : rendement de conversion électro-optique élevé et faible coût d'utilisation à long terme.
Qualité du faisceau : La haute qualité du faisceau des lasers à fibre permet un micro-usinage précis.
Date de publication : 10 novembre 2025