Włókno optyczne
Podstawowym elementem składowym budowy lasera włóknowego IPG jest światłowód. Światłowód jest długim, cylindrycznym elementem szklanym o wysokiej przezroczystości. Typowe średnice rdzenia światłowodu wahają się od kilku mikronów do setek mikronów, a długości od metrów do wielu kilometrów. Współczynnik proporcji długości do średnicy włókna przyczynia się do wielu unikalnych cech laserów włóknowych. Włókno szklane jest falowodem zdolnym do wychwytywania i propagacji światła. Kiedy warunek całkowitego wewnętrznego odbicia światła jest spełniony, światło propaguje wewnątrz światłowodu z nieznacznymi stratami promieniowania. Światłowody są klasyfikowane jako pasywne lub aktywne. Pasywne transportują światło i są nazywane światłowodami. Aktywne wprowadzają wzmocnienie poprzez przechodzenie światła pompującego przez rdzeń światłowodu domieszkowany pierwiastkami metali ziem rzadkich i nazywane są włóknami.
Diody pompujące
Ogromne doświadczenie oraz inwestycje IPG pochodzące z branży telekomunikacyjnej umożliwiają dostarczenie najlepszych w swojej klasie diod pompujących. Nasze diody z pojedynczym emiterem wytwarzane są przy użyciu technologii i procesów potwierdzonych w branży telekomunikacyjnej. Również każda płytka krzemowa spełnia surowe standardy tej branży. Odróżnia to IPG od alternatywnych producentów diod pompujących wykorzystujących nietrwałe jedno lub wielowymiarowe technologie macierzy diodowych. W rezultacie, diody IPG z pojedynczym emiterem oferują o rząd wielkości wyższą moc pompowania i nawet dwukrotnie wyższą sprawność energetyczną od alternatywnych metod pompowania. W przeciwieństwie do macierzy diodowych, które wymagają drogich, zawodnych i złożonych mikrokanałowych układów chłodzenia wykorzystujących wodę dejonizowaną pod wysokim ciśnieniem, diody z pojedynczym emiterem mogą wykorzystywać proste chłodzenie wodą lub nawet wymuszone chłodzenie powietrzem.
Unikalne cechy włókna sprawiają, że jest to doskonały wybór jako aktywny ośrodek pompujący dla rezonatorów laserowych. Włókno jest elastyczne i wygodne w użyciu. Współczynnik proporcji powierzchni włókna optycznego do objętości ułatwia usuwanie ciepła i pomaga uniknąć soczewkowania termicznego. Światłowody różnego typu, mogą być łączone w celu konstruowania złożonych systemów optycznych łączących źródło pompowania. Wzmocnienie optyczne lub światłowód dostarczający wiązkę bez potrzeby stosowania optyki w wolnej przestrzeni, bez ryzyka zanieczyszczenia, uszkodzenia lub nie osiowości. Światłowód jest niezwykle elastycznym medium, które umożliwia szeroki wybór opcji i funkcji projektowych. Przykładami specjalistycznych typów włókien są światłowody jednomodowe i wielomodowe, światłowody fotoniczne oraz światłowody złożone z różnych materiałów, których właściwości optyczne różnią się zarówno pod względem wymiarów osiowych, jak i promienia. Szczególne znaczenie dla IPG mają włókna używane do pompowania w płaszcz. Włókna te składają się z rdzenia jednomodowego, używanego jako aktywne medium wzmacniające, otoczonego przez płaszcz optyczny o większej średnicy do propagowania wielomodowego światła diod pompujących.
Diody półprzewodnikowe przetwarzają energię elektryczną na energię światła w zakresie bliskiej podczerwieni. Pojedyncza dioda ma ograniczoną moc (rzędu kilku watów na złącze) i ograniczoną jakość strumienia światła. Na rynku dostępny jest szereg innych metod skalowania mocy diod. Każde z nich obarczone jest wadą obniżania jakości wiązki wraz ze wzrostem mocy. Dostępne techniki skalowania diod do wyższej jakości są złożone, kosztowne, wprowadzają straty mocy oraz zapewniają wątpliwą jakość wiązki.
Laser włóknowy IPG jest najlepszą konstrukcją do skalowania mocy oraz jakości. Są w stanie wytworzyć doskonałej jakości wiązkę przy niskich kosztach za każdy kilowat mocy wyjściowej.