Diodilaserien säteiden yhdistäminen

Abstract

Optisten materiaalintyöstömenetelmien joukossa diodilasereilla tapahtuva materiaalintyöstö on ollut viime vuosina erityisen mielenkiinnon kohteena. Vaikka diodilasereilla onkin useita vahvuuksia verrattuna muihin materiaalintyöstössä käytettyihin lasereihin, on yksittäisestä diodilaserista saatava tehotaso liian alhainen materiaalityöstön sovelluksiin. Diodilaserien valokenttiä onkin käsiteltävä, erityisesti yhdistettävä, että päästäisiin tarvittaviin tehotasoihin.Työn tavoitteena oli rakentaa ensimmäiset versiot lasertorneista, jotka soveltuisivat suuritehoiseen ympyräsymmetriseen diodilaserlaitteeseen. Tämän lisäksi tavoitteisiin kuului diodilaserien säteiden yhdistämismenetelmien teoreettista tarkastelua sekä niiden kokeellista testaamista. Työssä perehdytään yleisellä tasolla diodilaserien rakenteellisiin sekä toiminnallisiin ominaisuuksiin, minkä jälkeen tarkastellaan säteiden yhdistämismenetelmistä polarisaatioyhdistämistä, aallonpituusyhdistämistä sekä paikkayhdistämistä.Työn kokeellisessa osuudessa käydään läpi rakennettujen lasertornien rakenne ja valmistus sekä säteiden yhdistämismenetelmien kokeelliset mittaukset tuloksineen.

The goal of this thesis was to build a diode laser stack compatible with an axially symmetric high-power diode laser device and to study incoherent diode laser beam combining methods.This thesis includes a brief review of general structural and functional properties of diode lasers. Polarization beam combining, wavelength beam combining and spatial beam combining are also discussed. The experimental part of the thesis includes a review of the structure and manufacturing of a diode laser stack. This part also includes the results of the experimental measurements of diode laser beam combining methods.