Διπλά πλεονεκτήματα της πηγής αντλίας 976nm
Με την ωρίμανση των λέιζερ βιομηχανικής ίνας για τον έλεγχο της θερμοκρασίας των πηγών αντλίας, η εφαρμογή των πηγών αντλιών δέσμης 976nm σε λέιζερ βιομηχανικών ινών έχει γίνει σταδιακά αποδεκτή από την αγορά. Οι οπτικές ίνες με ενισχυτές λέιζερ έχουν υψηλή απορρόφηση για πηγή αντλίας 976nm, πράγμα που μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος κατασκευής και την τεχνική άντλησης των laser βιομηχανικών ινών. Πολλοί κορυφαίοι κατασκευαστές λέιζερ ινών επικεντρώθηκαν στη λύση της αντλίας ζώνης 976nm. Προκειμένου να αποκτήσει ένα μεγαλύτερο πλεονέκτημα στην αγορά το συντομότερο δυνατό.
Τα λέιζερ βιομηχανικής ίνας μετατρέπουν την ενέργεια από το φως της αντλίας στο φως σήματος μέσω μιας ίνας κέρδους (ινών εμβαπτισμένων με έρβιο). Η ίνα με έμβλημα με έρβιο έχει δύο ξεχωριστές χαρακτηριστικές κορυφές απορρόφησης στις ζώνες 915 nm και 976 nm. Ο συντελεστής απορρόφησης είναι σχετικά χαμηλός στη ζώνη των 915 nm και το φάσμα απορρόφησης είναι ευρύ. Ο συντελεστής απορρόφησης στη ζώνη των 976 nm είναι 2-3 φορές υψηλότερος από τη ζώνη των 915 nm, αλλά το φάσμα απορρόφησης είναι σχετικά στενό.
Στο φίλτρο ίνας που έχει διηθηθεί με ζώνη 976nm, η ίνα κέρδους έχει υψηλότερο συντελεστή απορρόφησης για το φως της αντλίας. Σύμφωνα με την πρακτική ανατροφοδότηση από πολλούς κατασκευαστές λέιζερ ίνας στην Κίνα, η απόδοση του φωτός της άντλησης των 976nm μπορεί να φτάσει το 85%, ενώ η απόδοση φωτός της άντλησης των 915nm είναι 75% (Εικόνα 2). Κάτω από την ίδια έγχυση ισχύος της αντλίας, σε σύγκριση με την αντλία ζώνης 915nm, η ισχύς εξόδου του λέιζερ ινών θα είναι 13% υψηλότερη από εκείνη του σχεδίου άντλησης ζώνης 976nm, και το μήκος ινών κέρδους που απαιτείται για άντληση στην ζώνη των 976nm είναι μικρότερο άμεσα μειωμένη. Ταυτόχρονα, το κόστος του υλικού μειώνει αποτελεσματικά τις μη γραμμικές επιδράσεις, την απώλεια φωτεινής και ελαφριάς απόδοσης και τη δυσκολία στη θερμική διαχείριση. Ωστόσο, η αντλία 976nm έχει υψηλότερες απαιτήσεις για έλεγχο θερμοκρασίας λέιζερ ινών.
Έτσι, επαναλαμβάνεται το σχέδιο άντλησης του λέιζερ ινών υψηλής ισχύος. Στο παρελθόν, το λέιζερ ημιαγωγού μήκους 915 nm χρησιμοποιήθηκε ως πηγή αντλίας, το οποίο επωφελήθηκε από το ευρύ φάσμα απορρόφησης της ζώνης των 915 nm. Ολόκληρο το λέιζερ επηρεάστηκε λιγότερο από τη θερμοκρασία, αλλά η αποδοτικότητα απορρόφησης της ενισχυτικής ίνας στη ζώνη των 915 nm ήταν χαμηλή, προκειμένου να επιτευχθεί ολόκληρο το λέιζερ ινών. Η υψηλότερη ισχύς εξόδου, απαιτούμενη τεχνικά για χρήση υψηλότερης ισχύος αντλίας 915nm και μεγαλύτερης ενεργού ίνας, θα προκαλέσει στους προγραμματιστές να αντιμετωπίσουν κέρδος ινών μη γραμμικά αποτελέσματα, απώλεια οπτικής απόδοσης και αυξημένη θερμική διαχείριση. Υπάρχουν πολλές δυσκολίες στην αύξηση του κόστους ανά μονάδα ισχύος. Όταν η ισχύς εξόδου υπερβεί ένα ορισμένο επίπεδο, το σύστημα άντλησης 915 nm θα γίνει εξαιρετικά περίπλοκο και τελικά θα αποτύχει.
Οι παραπάνω δυσκολίες στο σχήμα άντλησης της ζώνης των 915 nm θα λυθούν καλά χρησιμοποιώντας το σχέδιο άντλησης της ζώνης των 976 nm. Η αποδοτικότητα απορρόφησης της ίνας κέρδους στη ζώνη των 976nm είναι 2-3 φορές μεγαλύτερη από αυτή της ζώνης των 915nm. Η υψηλότερη αποτελεσματικότητα απορρόφησης σημαίνει ότι οι απαιτούμενες ίνες κέρδους είναι μικρότερες και τα μη γραμμικά αποτελέσματα μειώνονται. Εξοικονόμηση επίσης το κόστος υλικού των ινών μερικής απόδοσης καθώς και το πλεονέκτημα κόστους από την απόδοση του φωτός (η απόδοση φωτεινής πηγής της πηγής αντλίας μπάντας 976nm είναι περίπου 10% υψηλότερη από την πηγή αντλίας 915nm) και το κόστος της άντλησης 976nm στο λέιζερ ινών υψηλής ισχύος. Τα οφέλη αντικατοπτρίζονται περαιτέρω.
