Yuqori quvvatli lazer ilovalari kengayishda davom etar ekan, lazerli diodli chiziqlar lazer nasoslari, sanoat qayta ishlash, tibbiy asbob-uskunalar va ilmiy tadqiqotlar kabi sohalarda ajralmas bo'lib qoldi. Ajoyib quvvat zichligi, modulli miqyosliligi va yuqori elektro-optik samaradorligi bilan ushbu qurilmalar ko'plab zamonaviy lazer tizimlarining asosini tashkil etadi. Shunga qaramay, lazerli diod panelining ko'plab ishlash ko'rsatkichlari orasida bitta parametr ko'pincha e'tibordan chetda qoladi, lekin juda muhim: farqlanish burchagi. Ushbu maqola lazerli diodli chiziqlardagi farqlanish burchagining xususiyatlarini, jismoniy kelib chiqishini va oqibatlarini va optik dizayn uni qanday samarali boshqarishi mumkinligini o'rganadi.
1. Divergentsiya burchagi nima?
Divergentsiya burchagi lazer nurining bo'sh joyda tarqalayotganda qanday tarqalishini tavsiflaydi. Bu nurning emissiya fasetidan qanchalik kengayishini ko'rsatadi. Lazerli diodli novdalarda farqlanish burchagi ikkita asosiy yo'nalishda kuchli assimetriyani ko'rsatadi:
Tez eksa: bar yuzasiga perpendikulyar. Emissiya hududi juda tor (odatda 1-2 mkm), bu katta farqlanish burchaklariga olib keladi, ko'pincha 30 ° -45 ° yoki undan ko'p.
Sekin eksa: barning uzunligiga parallel. Emissiya hududi ancha kengroq (yuzlab mikron), buning natijasida divergentsiya burchaklari kichikroq bo'ladi, odatda 5 ° -15 ° atrofida.
Ushbu assimetrik divergensiya lazerli diodli barlarni o'z ichiga olgan tizim integratsiyasi uchun asosiy dizayn muammosidir.
2. Divergentsiyaning jismoniy kelib chiqishi
Divergentsiya burchagi birinchi navbatda to'lqin o'tkazgich tuzilishi va emissiya fasetining o'lchami bilan belgilanadi:
Tez o'qda emissiya maydoni juda kichik. Diffraktsiya nazariyasiga ko'ra, kichikroq teshiklar katta farqlanishga olib keladi.
Sekin o'qda nur bir nechta emitentlar bo'ylab barning uzunligi bo'ylab kengayadi, bu esa kichikroq farqlanish burchagiga olib keladi.
Natijada, lazerli diodli novdalar tez o'qda yuqori divergentsiyani va sekin o'qda past farqni namoyon qiladi.
3. Divergensiya burchagi tizim dizayniga qanday ta'sir qiladi
① Kollimatsiya va nurni shakllantirishning yuqori narxi
Xom nurning yuqori assimetriyasi tufayli FAC (tez eksa kollimatsiyasi) va SAC (Slow Axis Collimation) optiklaridan foydalanish kerak. Bu tizimning murakkabligini oshiradi va yuqori o'rnatish aniqligi va termal barqarorlikni talab qiladi.
② Cheklangan tolali ulanish samaradorligi
Lazer novdalarini multimodli tolalarga, optik tizimlarga yoki asferik linzalarga ulashda tez o'qning katta farqi nurning "to'kilishiga" olib kelishi mumkin va bu ulanish samaradorligini pasaytiradi. Divergensiya optik yo'qotishning asosiy manbai hisoblanadi.
③ Modul stackingdagi nur sifati
Ko'p chiziqli stacked modullarda noto'g'ri boshqariladigan divergensiya notekis nurlarning bir-biriga mos kelishiga yoki uzoq maydonning buzilishiga olib kelishi mumkin, bu esa fokuslanish aniqligi va termal taqsimotga ta'sir qiladi.
4. Lazerli diod majmuasidagi divergensiyani qanday boshqarish va optimallashtirish
Divergentsiya asosan qurilma tuzilishi bilan aniqlangan bo'lsa-da, optimallashtirish uchun bir nechta tizim darajasidagi strategiyalardan foydalanish mumkin:
①FAC linzalaridan foydalanish
Tez o'qli kollimatsion linzalarni emissiya tomoniga yaqin joylashtirish nurni siqib chiqaradi va tez o'qdagi farqni kamaytiradi - bu ko'pchilik dizaynlarda juda muhimdir.
②Qo'shimcha shakllantirish uchun SAC linzalari
Sekin eksa farqi kichikroq bo'lsa-da, bir xil chiqishga erishish uchun massivlarda yoki chiziqli yorug'lik manbalarida shakllantirish hali ham talab qilinadi.
③Nurni birlashtirish va optik shakllantirish dizayni
Mikro-linzali massivlar, silindrsimon linzalar yoki tuzilgan optikadan foydalanish bir nechta lazer nurlarini yuqori yorqinlik va bir xil chiqishga aylantirishga yordam beradi.
④Qurilma darajasidagi to'lqin qo'llanmasini optimallashtirish
Faol qatlam qalinligini, to'lqin qo'llanma dizaynini va panjara tuzilmalarini sozlash chip darajasidan tez o'qning farqini yanada yaxshilashi mumkin.
5. Haqiqiy dunyo ilovalarida divergensiyani boshqarish
①Lazerli nasos manbalari
Yuqori quvvatli qattiq holatdagi yoki tolali lazer tizimlarida lazerli diodli novdalar nasos manbalari bo'lib xizmat qiladi. Divergensiyani nazorat qilish, ayniqsa tez o'qda - ulanish samaradorligini va nurni fokuslashni yaxshilaydi.
②Tibbiy asboblar
Lazer terapiyasi va epilasyon kabi tizimlar uchun divergentsiyani boshqarish energiyani bir xilda etkazib berishni va xavfsizroq, samaraliroq davolanishni ta'minlaydi.
③Materiallarni sanoatda qayta ishlash
Lazerli payvandlash va kesishda optimallashtirilgan divergensiya yuqori quvvat zichligiga, yaxshiroq diqqat markaziga va aniqroq, samarali ishlov berishga yordam beradi.
6. Xulosa
Lazerli diodli satrning divergentsiya burchagi mikro miqyosdagi chiplar fizikasidan makro miqyosdagi optik tizimlarga o'tishning muhim nuqtasidir.
U ham nur sifati ko'rsatkichi, ham integratsiya uchun dizayn chegarasi bo'lib xizmat qiladi. Ilova talablari va tizim murakkabligi ortib borar ekan, farqni tushunish va nazorat qilish lazer ishlab chiqaruvchilari va integratorlari uchun, ayniqsa, yuqori quvvat, yorqinlik va ishonchlilikka erishish uchun asosiy malakaga aylanadi.
Yuborilgan vaqt: 2025 yil 14 iyul