Réflecteurs FBG pour lasers à fibre kW à 2 microns

Ces dernières années, le marché des lasers à fibre haute puissance de 2 μm a connu une expansion remarquable, stimulée par l'émergence d'applications diverses. Par conséquent, il existe désormais une demande pressante de réflecteurs FBG hautement fiables et performants, comme nous le verrons dans cette note d'application.

Introduction

Les lasers à fibre fonctionnant dans la gamme de longueurs d'onde de 2 μm trouvent rapidement leur utilité dans un large éventail d'applications, notamment la chirurgie médicale, le pompage laser à l'état solide, la détection et la télémétrie par la lumière (LiDAR), le traitement des matériaux, la communication en espace libre et les contre-mesures infrarouges (IRCM). Comme le montre cette note, certaines applications nécessitent des lasers à fibre de haute puissance, mais en raison des limitations des composants dans cette gamme de longueurs d'onde, la production de ces lasers pose plusieurs problèmes.

Applications des lasers à fibre de haute puissance à 2 μm

L'importance des lasers à fibre n'a cessé de croître, en particulier dans les applications médicales, où ils remplacent de plus en plus les anciennes technologies laser et les procédures conventionnelles sans laser. Le segment de marché de l'urologie se distingue notamment comme le marché le plus crucial pour les lasers à fibre de 2 microns. Les lasers à fibre au thulium fonctionnant à 1940 nm supplantent progressivement les lasers à semi-conducteurs dans les procédures chirurgicales telles que la lithotripsie ou l'hyperplasie bénigne de la prostate.

En outre, les lasers à fibre de 2 μm présentent un immense potentiel dans diverses applications de défense, offrant des avantages distincts tels qu'une transmission atmosphérique favorable, une diffusion réduite et une sécurité oculaire accrue lors d'opérations impliquant des forces amies ou des spectateurs. Certaines de ces applications nécessitent une puissance moyenne ou de pointe élevée à des niveaux de kW, mais atteindre de tels niveaux de puissance à 2 μm reste un défi, comme nous le verrons plus loin.

Réflecteurs FBG pour lasers à fibre kW à 2 μm

La mise à l'échelle des niveaux de puissance au-delà de la gamme des kilowatts a posé des défis importants pour les lasers à fibre de 2 μm, principalement en raison des effets de chauffage observés dans les composants laser, en particulier dans les réflecteurs FBG. Cette limitation a restreint les puissances de sortie à quelques centaines de watts seulement, car un échauffement excessif des FBG peut entraîner des défaillances catastrophiques, comme l'illustre la figure 1, avec des fibres FBG brûlées ou cassées.

À la longueur d'onde de 1 μm, les réflecteurs FBG ont prouvé leur fiabilité à des niveaux de puissance de l'ordre du kilowatt, bénéficiant d'une technologie bien établie.

Cependant, pour garantir un fonctionnement sûr et fiable à haute puissance à 2 μm, des réflecteurs FBG spécialisés, méticuleusement conçus et fabriqués pour cette longueur d'onde, deviennent indispensables. Les réflecteurs FBG de la classe kW ou de la série Med-2 d'indie sont spécifiquement conçus pour répondre à ces exigences. Ces réflecteurs FBG sont produits en utilisant le processus de fabrication unique d'indie, atténuant de manière significative les effets de chauffage (jusqu'à un facteur de 10 !) et permettant des puissances de sortie de plus de 1 kW, comme le montre la figure 2.

L'utilisation des réflecteurs FBG de la classe kW ou de la série Med-2 d'indiepermet également de mieux contrôler le décalage de la longueur d'onde, un paramètre crucial qui peut avoir un impact significatif sur le fonctionnement et les performances du laser.

Conclusion

L'explosion de la demande de lasers à fibre de haute puissance à 2 μm a été remarquable, mais le chemin pour atteindre de tels niveaux de puissance à cette longueur d'onde est parsemé de défis posés par les limitations des composants. En particulier, les réflecteurs FBG ont été sujets à des effets de chauffage, limitant ainsi leurs capacités de gestion de la puissance. Pour garantir un fonctionnement sûr et fiable à haute puissance, la sélection de réflecteurs FBG spécifiquement conçus pour cette longueur d'onde devient primordiale.

Les réflecteurs FBG HPR de la classe kW ou de la série Med-2 d'indiese présentent comme des choix idéaux, bénéficiant d'un processus de fabrication unique qui réduit efficacement les effets de chauffage par un facteur pouvant aller jusqu'à 10 ! En adoptant ces solutions avancées, la perspective d'atteindre des puissances supérieures à 1 kW devient une réalité, marquant une avancée significative dans le domaine des lasers à fibre de 2 μm.

Applications

• Médical
• Défense
• Pompage laser
• LIDARs
• Communications dans l'espace libre

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