Yuqori quvvatli lazerlar sohasida lazer shtangalari ajralmas asosiy komponentlar hisoblanadi. Ular nafaqat energiya ishlab chiqarishning asosiy birliklari bo'lib xizmat qiladi, balki zamonaviy optoelektronika muhandisligining aniqligi va integratsiyasini ham o'zida mujassam etadi.—ularga lazer tizimlarining "dvigatel" laqabini berishdi. Lekin lazer shtangasining aniq tuzilishi nima va u bir necha millimetr o'lchamdan o'nlab yoki hatto yuzlab vatt quvvatni qanday beradi? Ushbu maqolada lazer shtangalari ortidagi ichki arxitektura va muhandislik sirlari o'rganiladi.
1. Lazer paneli nima?
Lazer shtangasi - bu bitta substrat ustida lateral ravishda joylashtirilgan bir nechta lazer diod chiplaridan tashkil topgan yuqori quvvatli nurlantiruvchi qurilma. Uning ish printsipi bitta yarimo'tkazgichli lazernikiga o'xshash bo'lsa-da, lazer shtangasi yuqori optik quvvat va ixchamroq shakl faktoriga erishish uchun ko'p emitentli joylashuvdan foydalanadi.
Lazerli novlar sanoat, tibbiyot, ilmiy va mudofaa sohalarida keng qo'llaniladi, to'g'ridan-to'g'ri lazer manbalari yoki tolali lazerlar va qattiq holatdagi lazerlar uchun nasos manbalari sifatida.
2. Lazer panelining strukturaviy tarkibi
Lazer shtangasining ichki tuzilishi uning ishlashini bevosita belgilaydi. U asosan quyidagi asosiy komponentlardan iborat:
①Emitentlar massivi
Lazer tayoqchalari odatda yonma-yon joylashtirilgan 10 dan 100 gacha emitentlardan (lazer bo'shliqlaridan) iborat. Har bir emitent taxminan 50 ga teng.–150 taμm kenglikda bo'lib, lazer nurini hosil qilish va chiqarish uchun PN birikmasi, rezonansli bo'shliq va to'lqin yo'naltiruvchi tuzilmaga ega bo'lgan mustaqil kuchaytirish mintaqasi vazifasini bajaradi. Barcha emitentlar bir xil substratga ega bo'lsa-da, ular odatda parallel yoki zonalar bo'yicha elektr bilan boshqariladi.
②Yarimo'tkazgich qatlamining tuzilishi
Lazer panelining markazida yarimo'tkazgich qatlamlari to'plami joylashgan, jumladan:
- P-tipli va N-tipli epitaksial qatlamlar (PN birikmasini hosil qiladi)
- Stimulyatsiyalangan emissiyani hosil qiluvchi faol qatlam (masalan, kvant qudug'i tuzilishi)
- To'lqin yo'nalishi qatlami, lateral va vertikal yo'nalishlarda rejimni boshqarishni ta'minlaydi
- Lazerning yo'nalishli chiqishini kuchaytiradigan Bragg reflektorlari yoki HR/AR qoplamalari
③Substrat va issiqlik boshqaruv tuzilishi
Emitentlar monolit yarimo'tkazgichli substratda (odatda GaAs) o'stiriladi. Samarali issiqlik tarqalishi uchun lazer novdasi mis, W-Cu qotishmasi yoki CVD olmosi kabi yuqori o'tkazuvchanlikdagi pastki o'rnatgichlarga lehimlanadi va issiqlik qabul qilgichlar va faol sovutish tizimlari bilan birlashtiriladi.
④Emissiya yuzasi va kollimatsiya tizimi
Chiqarilgan nurlarning katta divergensiya burchaklari tufayli lazer shtangalari odatda kollimatsiya va nurni shakllantirish uchun mikro-linzalar massivlari (FAC/SAC) bilan jihozlangan. Muayyan ilovalar uchun qo'shimcha optika—masalan, silindrsimon linzalar yoki prizmalar—uzoq maydon divergensiyasi va nur sifatini boshqarish uchun ishlatiladi.
3. Ishlash samaradorligiga ta'sir qiluvchi asosiy strukturaviy omillar
Lazer shtangasining tuzilishi uning barqarorligi, samaradorligi va xizmat muddatini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Bir nechta asosiy jihatlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:
①Issiqlik boshqaruvi dizayni
Lazer novlari yuqori quvvat zichligi va konsentrlangan issiqlikka ega. Past issiqlik qarshiligi juda muhim, bu AuSn lehimlash yoki indiy bog'lanishi orqali erishiladi, shuningdek, issiqlikni bir tekis tarqatish uchun mikrokanalli sovutish bilan birlashtiriladi.
②Nurni shakllantirish va tekislash
Bir nechta emitentlar ko'pincha yomon kogerentlik va to'lqin frontining noto'g'ri joylashuvidan aziyat chekadi. Uzoq maydon nurlari sifatini yaxshilash uchun aniq linza dizayni va joylashuvi juda muhimdir.
③Stressni nazorat qilish va ishonchlilik
Issiqlik kengayish koeffitsientlaridagi materiallarning nomuvofiqligi egrilik yoki mikro yoriqlarga olib kelishi mumkin. Qadoqlash mexanik kuchlanishni teng ravishda taqsimlash va issiqlik aylanishiga bardosh bera oladigan tarzda ishlab chiqilishi kerak, bu esa parchalanmasdan amalga oshiriladi.
4. Lazerli bar dizaynidagi kelajakdagi tendentsiyalar
Yuqori quvvat, kichikroq o'lcham va yuqori ishonchlilikka talab ortib borayotganligi sababli, lazerli shtanga konstruksiyalari rivojlanishda davom etmoqda. Asosiy rivojlanish yo'nalishlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
①To'lqin uzunligining kengayishi: 1,5 gacha kengayishμm va o'rta infraqizil diapazonlar
②Miniatyurizatsiya: Yilni qurilmalarda va yuqori darajada integratsiyalashgan modullarda foydalanish imkonini beradi
③Aqlli qadoqlash: Harorat sensorlari va holatni qaytarish tizimlarini birlashtirish
④Yuqori zichlikdagi stacking: ixcham maydonda kilovatt darajasidagi quvvatga erishish uchun qatlamli massivlar
5. Xulosa
Sifatida"yurak"Yuqori quvvatli lazer tizimlarida lazer shtangalarining strukturaviy dizayni umumiy tizimning optik, elektr va issiqlik ko'rsatkichlariga bevosita ta'sir qiladi. O'nlab emitentlarni atigi millimetr kenglikdagi strukturaga birlashtirish nafaqat ilg'or material va ishlab chiqarish texnikasini namoyish etadi, balki bugungi kunda yuqori darajadagi integratsiyani ham anglatadi.'fotonika sanoati.
Kelajakka nazar tashlasak, samarali va ishonchli lazer manbalariga talab ortib borayotganligi sababli, lazer novdasi tuzilishidagi innovatsiyalar lazer sanoatini yangi cho'qqilarga olib chiqishda asosiy omil bo'lib qoladi.
Agar siz'Agar lazerli bar qadoqlash, issiqlikni boshqarish yoki mahsulot tanlash bo'yicha mutaxassis yordamini qidirsangiz, biz bilan bog'laning. Biz'Sizning maxsus dastur ehtiyojlaringizga mos keladigan moslashtirilgan yechimlarni taqdim etish uchun shu yerdamiz.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 2-iyul