Югары куәтле лазер куллану киңәюен дәвам иткән саен, лазер диод таяклары лазер насослары, сәнәгать эшкәртү, медицина җиһазлары һәм фәнни тикшеренүләр кебек өлкәләрдә алыштыргысыз булып китте. Бик яхшы куәт тыгызлыгы, модульле масштаблануы һәм югары электро-оптик нәтиҗәлелеге белән бу җайланмалар күп заманча лазер системаларының үзәгендә тора. Шулай да, лазер диод таякларының күп кенә эш күрсәткечләре арасында бер параметр еш кына игътибардан читтә кала, ләкин бик мөһим: дивергенция почмагы. Бу мәкаләдә лазер диод таякларындагы дивергенция почмагының үзенчәлекләре, физик килеп чыгышы һәм нәтиҗәләре, һәм оптик дизайн аны ничек нәтиҗәле идарә итә алуы тикшерелә.
1. Дивергенция почмагы нәрсә ул?
Дивергенция почмагы лазер нурының буш киңлектә таралуын сурәтли. Ул нурның эмиссия ягыннан ни дәрәҗәдә киңәюен күрсәтә. Лазер диод такталарында дивергенция почмагы ике төп юнәлештә көчле асимметрия күрсәтә:
Тиз күчәр: Стенка өслегенә перпендикуляр. Чыгару өлкәсе бик тар (гадәттә 1–2 мкм), бу зур дивергенция почмакларына китерә, еш кына 30°–45° яки аннан да күбрәк.
Әкрен күчәр: Сызык озынлыгына параллель. Чыгару өлкәсе күпкә киңрәк (йөзләгән микрон), нәтиҗәдә дивергенция почмаклары кечерәк, гадәттә 5°–15° тирәсе.
Бу асимметрик дивергенция лазер диод такталарын үз эченә алган система интеграциясе өчен төп проектлау проблемасы булып тора.
2. Дивергенциянең физик килеп чыгышы
Дивергенция почмагы, нигездә, дулкынүткәргеч структурасы һәм эмиссия фасетының зурлыгы белән билгеләнә:
Тиз күчәрдә нурланыш мәйданы бик кечкенә. Дифракция теориясе буенча, кечерәк дифракция зуррак дивергенциягә китерә.
Әкрен күчәрдә, нур берничә эмиттер аша сызыкның озынлыгы буенча киңәя, нәтиҗәдә дивергенция почмагы кечерәк була.
Нәтиҗәдә, лазер диодлары тиз күчәрдә югары дивергенция, ә әкрен күчәрдә түбән дивергенция күрсәтә.
3. Дивергенция почмагы система дизайнына ничек тәэсир итә
① Коллимация һәм нур формалаштыруның югары бәясе
Чимал нурның югары асимметриясе аркасында, FAC (Тиз күчәрле коллимация) һәм SAC (Әкрен күчәрле коллимация) оптикасын кулланырга кирәк. Бу системаның катлаулылыгын арттыра һәм югары урнаштыру төгәллеген һәм җылылык тотрыклылыгын таләп итә.
2 Чикләнгән җепсел тоташтыру нәтиҗәлелеге
Лазер сызыкларын күп режимлы җепселләргә, оптик системаларга яки асферик линзаларга тоташтырганда, тиз күчәр буенча зур дивергенция нурның "табылуына" китерергә мөмкин, бу тоташтыру нәтиҗәлелеген киметә. Дивергенция оптик югалтуның төп чыганагы булып тора.
③ Модульләрне өюдә нур сыйфаты
Күп такталы катламлы модульләрдә начар контрольдә тотылган дивергенция нурның тигез булмаган каплануына яки ерак кырның бозылуына китерергә мөмкин, бу фокуслау төгәллегенә һәм җылылык таралышына тәэсир итә.
4. Лазер диодлы сызыкларда дивергенцияне ничек контрольдә тотарга һәм оптимальләштерергә
Дивергенция күбесенчә җайланма структурасы белән билгеләнсә дә, оптимизацияләү өчен берничә система дәрәҗәсендәге стратегия кулланылырга мөмкин:
①FAC линзаларын куллану
Тиз күчәрле коллимация линзасын нурландыручы фасетка якын урнаштыру нурны кыса һәм тиз күчәрдәге дивергенцияне киметә - бу күпчелек конструкцияләрдә бик мөһим.
②Өстәмә формалаштыру өчен SAC линзалары
Әкрен күчәр дивергенциясе кечерәк булса да, бер үк нәтиҗәгә ирешү өчен массивларда яки сызык-яктылык чыганакларында формалаштыру кирәк.
③Нурларны берләштерү һәм оптик формалаштыру дизайны
Микролинза массивларын, цилиндрик линзаларны яки структуралаштырылган оптиканы куллану берничә лазер нурын югары яктылыктагы, бердәм чыгышка әйләндерергә ярдәм итә ала.
④Җайланма дәрәҗәсендәге дулкын юлын оптимизацияләү
Актив катлам калынлыгын, дулкын үткәргеч конструкциясен һәм рәшәткә структураларын көйләү тиз күчәр дивергенциясен чип дәрәҗәсеннән тагын да камилләштерә ала.
5. Чынбарлыктагы кушымталарда дивергенцияне контрольдә тоту
①Лазер насосы чыганаклары
Югары куәтле каты халәттәге яки җепсел лазер системаларында лазер диодлары насос чыганаклары булып хезмәт итә. Дивергенцияне контрольдә тоту, бигрәк тә тиз күчәрдә, тоташтыру нәтиҗәлелеген һәм нур фокусын яхшырта.
②Медицина җайланмалары
Лазер терапиясе һәм чәч алу кебек системалар өчен дивергенцияне идарә итү энергиянең бердәмрәк бирелүен һәм куркынычсызрак һәм нәтиҗәлерәк дәвалануны тәэмин итә.
③Сәнәгать материалларын эшкәртү
Лазер белән эретеп ябыштыру һәм кисүдә оптимальләштерелгән дивергенция югарырак көч тыгызлыгына, яхшырак фокуска һәм төгәлрәк, нәтиҗәлерәк эшкәртүгә ярдәм итә.
6. Йомгаклау
Лазер диодының дивергенция почмагы - микромасштаблы чип физикасыннан макромасштаблы оптик системаларга күчүнең мөһим ноктасы.
Ул нур сыйфаты күрсәткече һәм интеграция өчен дизайн чиге булып хезмәт итә. Кушымта таләпләре һәм система катлаулылыгы арта барган саен, дивергенцияне аңлау һәм контрольдә тоту лазер җитештерүчеләре һәм интеграторлар өчен төп компетенциягә әйләнә, бигрәк тә югарырак көчкә, яктылыкка һәм ышанычлылыкка омтылу өчен.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 14 июле