Югары куәтле лазерлар өлкәсендә лазер таяклары алыштыргысыз төп компонентлар булып тора. Алар энергия чыгаруның төп берәмлекләре булып кына калмыйча, заманча оптоэлектрониканың төгәллеген һәм интеграциясен дә үз эченә ала.—аларга кушамат бирделәр: лазер системаларының "двигателе". Ләкин лазер сызыгының төзелеше нинди, һәм ул нибары берничә миллиметр зурлыктагы сызыктан дистәләгән яки хәтта йөзләгән ватт энергия бирә? Бу мәкаләдә лазер сызыклары артындагы эчке архитектура һәм инженерлык серләре тикшерелә.
1. Лазер сызыгы нәрсә ул?
Лазер сызыгы - бер субстратка яннан урнаштырылган берничә лазер диод чипларыннан торган югары куәтле нурландыручы җайланма. Аның эш принцибы бер ярымүткәргеч лазерныкына охшаш булса да, лазер сызыгы югарырак оптик көчкә һәм компактрак форма факторына ирешү өчен күп эмиттерлы схема куллана.
Лазер стерженьнары сәнәгать, медицина, фәнни һәм оборона секторларында киң кулланыла, туры лазер чыганаклары буларак та, җепсел лазерлар һәм каты халәт лазерлары өчен насос чыганаклары буларак та.
2. Лазер сызыгының структурасы
Лазер тактасының эчке структурасы аның эшчәнлеген турыдан-туры билгели. Ул, нигездә, түбәндәге төп компонентлардан тора:
①Эмитентлар массивы
Лазер сызыклары гадәттә янәшә урнашкан 10 нан 100 гә кадәр эмитентлардан (лазер куышлыкларыннан) тора. Һәр эмитент якынча 50–150μм киңлектә һәм мөстәкыйль көчәйтү өлкәсе булып хезмәт итә, лазер нурын генерацияләү һәм чыгару өчен PN тоташуы, резонанс куышлыгы һәм дулкынүткәргеч структурасы бар. Барлык эмитентлар да бер үк субстратны уртаклашса да, алар гадәттә параллель яки зоналар буенча электр белән эшләтелә.
②Ярымүткәргеч катлам структурасы
Лазер сызыгының үзәгендә ярымүткәргеч катламнар өеме урнашкан, шул исәптән:
- P-тип һәм N-тип эпитаксиаль катламнар (PN тоташуын формалаштыра)
- Стимуллаштырылган нурланыш барлыкка китерә торган актив катлам (мәсәлән, квант коесы структурасы)
- Дулкын үткәргеч катламы, ян һәм вертикаль юнәлешләрдә режимны контрольдә тотуны тәэмин итә
- Лазерның юнәлешле чыгышын көчәйтүче Bragg рефлекторлары яки HR/AR капламалары
③Субстрат һәм җылылык белән идарә итү структурасы
Эмиттерлар монолит ярымүткәргеч субстратта (гадәттә GaAs) үстерелә. Җылылыкны нәтиҗәле тарату өчен, лазер сызыгы бакыр, W-Cu эретмәсе яки CVD алмазы кебек югары үткәрүчәнлекле өстәмәләргә эретеп ябыштырыла һәм җылылык раковиналары һәм актив суыту системалары белән тоташтырыла.
④Чыгару өслеге һәм коллимация системасы
Чыгарылган нурларның зур дивергенция почмаклары аркасында, лазер стерженьнары гадәттә коллимация һәм нур формалаштыру өчен микро-линза массивлары (FAC/SAC) белән җиһазландырылган. Кайбер кушымталар өчен өстәмә оптика—мәсәлән, цилиндрик линзалар яки призмалар—ерак кыр дивергенциясен һәм нур сыйфатын контрольдә тоту өчен кулланыла.
3. Эшчәнлеккә йогынты ясаучы төп структураль факторлар
Лазер тактасының структурасы аның тотрыклылыгын, нәтиҗәлелеген һәм хезмәт итү вакытын билгеләүдә мөһим роль уйный. Берничә төп аспект түбәндәгеләрне үз эченә ала:
①Җылылык белән идарә итү дизайны
Лазер стерженьнары югары куәт тыгызлыгына һәм концентрацияләнгән җылылыкка ия. Түбән җылылык каршылыгы бик мөһим, моңа AuSn паялау яки индий бәйләнеше, шулай ук җылылыкны тигез тарату өчен микроканаллы суыту белән берләштерү аша ирешелә.
②Нур формалаштыру һәм тигезләү
Күп эмитентлар еш кына начар когерентлыктан һәм дулкын фронты тигезләнешеннән интегә. Ерак кыр нурларының сыйфатын яхшырту өчен төгәл линза дизайны һәм тигезләве бик мөһим.
③Стрессны контрольдә тоту һәм ышанычлылык
Термик киңәю коэффициентларындагы материалларның туры килмәве кәкрелеккә яки микроярыкларга китерергә мөмкин. Упаковка механик көчәнешне тигез бүлеп, термик циклны бозмыйча үткәрергә тиеш.
4. Лазерлы барлар дизайнындагы киләчәк тенденцияләр
Югарырак көчкә, кечерәк үлчәмгә һәм ышанычлылыкка ихтыяҗ арткан саен, лазер тактасы конструкцияләре үсешен дәвам итә. Төп үсеш юнәлешләре түбәндәгеләрне үз эченә ала:
①Дулкын озынлыгы киңәюе: 1,5кә кадәр киңәюμм һәм урта инфракызыл полосалар
②Миниатюризация: Компакт җайланмаларда һәм югары дәрәҗәдә интеграцияләнгән модульләрдә куллану мөмкинлеген бирә
③Акыллы упаковка: Температура сенсорларын һәм статус турында кире элемтә системаларын куллану
④Югары тыгызлыктагы катламлы массивлар: компакт мәйданда киловатт дәрәҗәсендәге чыгаруга ирешү өчен катламлы массивлар
5. Йомгаклау
буларак"йөрәк"Югары куәтле лазер системаларында лазер таякларының структура дизайны системаның гомуми оптик, электр һәм җылылык эшчәнлегенә турыдан-туры йогынты ясый. Миллиметр киңлектәге конструкциягә дистәләгән эмитентларны интеграцияләү алдынгы материал һәм җитештерү техникасын гына түгел, ә бүгенге көндә югары дәрәҗәдәге интеграцияне дә күрсәтә.'фотоника сәнәгате.
Киләчәккә күз салсак, нәтиҗәле һәм ышанычлы лазер чыганакларына ихтыяҗ арта барган саен, лазер сызыклары структурасындагы инновацияләр лазер сәнәгатен яңа биеклекләргә күтәрүдә төп хәрәкәтләндергеч булып калачак.
Әгәр сез'Лазерлы рамка төргәкләү, җылылык белән идарә итү яки продукт сайлау буенча эксперт ярдәме кирәк булса, безнең белән элемтәгә керергә курыкмагыз. Без'Сезнең конкрет кушымта ихтыяҗларыгызга туры килә торган махсус чишелешләр тәкъдим итү өчен монда.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 2 июле