白皮书
用于掺镱光纤激光系统的新型高功率单发射极二极管
综述
FACTOR 976 nm 系列可助力采用超紧凑轻便封装的钕掺杂光纤激光器提升泵浦效率，且无需额外冷却即可在仅 21A 的工作电流下实现 400W 的输出功率。这些新型二极管适用于高功率工业及医疗应用，并具备 VBG 锁定功能，可进一步减少热量对波长性能的影响。
虽然许多光纤耦合模块传统上基于高功率半导体激光器阵列，但腔面钝化技术的改进提高了COMD阈值，从而提升了每个单发射极的功率。发射极呈阶梯状排列，增加了发射极之间的距离，从而增强了散热效果。 这种布局也有助于实现多个发射极的空间复用，而偏振复用可用于某些FACTOR二极管封装。
新型 FACTOR 976 nm 二极管有两种配置：
| Verdi | 因子 - 22 | 因子 - 16 |
| 输出功率 (W) | 400 | 150 |
| 工作电流 (A) | 21 | 12 |
| 电光效率 | >45（典型值 50） | >48（典型值 51） |
| 纤芯/包覆直径 (µm) | 200 / 240 | 106.5 / 125 |
| 90% 功率容量 | NA 0.16（典型值 93%） | NA 0.15（典型值 93%） |
| VBG | VBG | VBG |
| 光纤输出 | 尾纤 | 尾纤 |
| 尺寸 (纳米) | 97 × 76 × 12 | 96 × 50 × 12 |
| 重量 (g) | 500 | 230 |
FACTOR-16 基于由 16 个单发射极组成的阵列，能够在 106.5/125 µm 光纤中泵送高达 150 W 的功率。该装置设计有交替排列的侧面安装孔，可在高度密集的阵列中交错布置二极管。通过模块底面的热传导进行冷却。 该型号不包含 ModeStrip 光纤，随附的光纤尾纤为紧凑型。
FACTOR-22 基于由 22 个单极发射器组成的阵列，能够在 200/240 µm 光纤中泵入高达 400 W 的功率。 该装置包含一个光纤 ModeStrip，可将部分热量导入该区域。散热通过模块底面的热传导实现，如有需要，客户可安装散热片。设有两个孔位用于安装温度传感器。
这两种型号设计坚固，几乎消除了安装过程中可能发生的模块弯曲，因此无论是否安装散热片，都能确保正常散热。
VGB 锁定
Coherent 高意的 VGB 锁定设计目标是在不到 1 nm 的范围内实现 90% 的功率容量。 FACTOR 22 的线宽为 0.7 nm，效率为 52.6%；FACTOR 16 的线宽为 0.9 nm，效率为 51.2%。
下图显示了在该温度范围内 976 nm 波长的锁定情况。
“在提供各种功率级别和波长的 VGB 锁定产品方面，Coherent 高意是行业领导者之一。”
在提供各种功率级别和波长的 VGB 锁定产品方面，Coherent 高意是行业领导者之一。 凭借内置 VGB 能力，这些 FACTOR 二极管受益于锁定性能的改善。 可在 4 - 24 A 的功率范围内和 20 - 50° 的温度范围内实现出色的锁定（即锁定光谱的带内功率为 99%），表明不需要主动温度控制就能实现这些效果。 提供的锁定范围为 ±6 nm，这意味着锁定适用于 970 nm 至 982 nm 之间的未锁定中心波长，这是市场上最宽的锁定范围之一。
光纤前数值孔径
FACTOR 976 nm 系列的数值孔径 (NA) 是设计光纤合束器的一个重要因素。在此，使用一台简单的 CCD 相机测量远光片，分辨率高，且未出现过饱和现象。NA 为 0.16 的孔径显示为下图中的白色圆环。
结果显示，在水平和垂直平面上的横截面均呈典型的高斯分布，没有任何意外的次峰。左下角显示了每种功率要求的数值孔径（NA）。每个制造的模块都必须通过此测试，以确保整个二极管系列的质量。
“我们已经完成了大量环境测试，以便在各种条件下验证其坚固的设计和性能……”
其他型号
我们还提供其他波长的 FACTOR 二极管，包括 793 nm（用于 106.5 µm 光纤的 10–40 W 钬掺杂光纤泵浦）以及 88X（用于基于 Nd³⁺ 的 200 µm 和 400 µm 芯径 150 W DPSS 激光器），从而为设计高精度激光器提供了更高效且复杂度较低的泵浦方案。此外，我们还提供 808 nm 型号，适用于 Nd 末端泵浦、医疗及材料加工应用。如有需要，我们还提供用于医疗应用的 1060 nm 型号。