Übersicht über technische Beiträge
Hochleistungs-Kopplung an Singlemode-Fasern
80 % Singlemode-Faserkopplung bei 3 W – nahe am theoretischen Grenzwert.
Die Kopplung in Singlemode-Fasern erscheint in Lehrbüchern einfach: Man sendet einen Laserstrahl in einen Kern von wenigen Mikrometern Durchmesser und erhält auf der anderen Seite einen sauberen TEM00-Gaußstrahl. In der Praxis sinken die Kopplungseffizienzen ab einer Leistung von einigen hundert Milliwatt, es kommt zu einer Drift der Strahlausrichtung, und die meisten Hochleistungsanwendungen greifen auf Multimode-Fasern zurück – was die für die Anwendung ursprünglich erforderliche Strahlqualität zunichte macht.
Dieser Fachartikel, der aus einer Zusammenarbeit von fünf Autoren von Novanta und Schaefter+Kirchhoff (Hamburg) hervorgegangen ist, dokumentiert einen Kopplungswirkungsgrad von 80 % – nahe der theoretischen Obergrenze von 85 % – für die DPSS-Laser der Serien „gem“ und „opus“ von Novanta (473–1064 nm), bei einer Ausgangsleistung von 2,4 W bei einer Eingangsleistung von 3 W bei 532 nm sowie einer nachgewiesenen mechanischen Stabilität bei Schwingungen von 4,9 g RMS und einem 45-stündigen Dauerbetrieb.
Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehören:
- Warum die Kopplung an Single-Mode-Fasern bei hoher Leistung bisher so schwierig war – die meisten Anwendungen begnügen sich mit Multimode
- Wie das System von Novanta + Schaefter+Kirchhoff einen Wirkungsgrad von 80 % erreicht, 5 Prozentpunkte unter der theoretischen Obergrenze von 85 %
- Wann eine SM-Faserkopplung unverzichtbar wird: Superauflösungsmikroskopie, Quantensensorik, Arbeit mit NV-Zentren, Anwendungen mit empfindlicher Strahlausrichtung
- Was das System unter Belastung leistet: >75 % Wirkungsgrad bei einer Temperaturschwankung von 16 °C, keine Leistungsminderung nach 4,9 g RMS-Vibration
- Ein praktisches Wellenlängenmenü: 473, 532, 561, 640, 660, 671, 1064 nm mit garantierter Kopplung von >70 %
Laden Sie das vollständige technische Dokument herunter, um die Kurven zum Kopplungswirkungsgrad in Abhängigkeit von der Temperatur, die Ergebnisse der Vibrations- und Langzeitstabilitätstests sowie die Matrix zur Wellenlängenverfügbarkeit für die DPSS-Laserfamilien „Gem“ und „Opus“ von Novanta einzusehen – bevor Sie sich für eine Multimode-Faser entscheiden und den Verlust an Strahlqualität in Kauf nehmen, den sich Ihre Mikroskopie- oder Quantenmessanwendung nicht leisten kann.
