Жогорку кубаттуулуктагы лазердик колдонмолор кеңейе берген сайын, лазердик диоддук тилкелер лазердик насостоо, өнөр жайлык кайра иштетүү, медициналык жабдуулар жана илимий изилдөөлөр сыяктуу тармактарда алмаштыргыс болуп калды. Мыкты кубаттуулук тыгыздыгы, модулдук масштабдуулугу жана жогорку электро-оптикалык натыйжалуулугу менен бул түзүлүштөр көптөгөн заманбап лазердик системалардын өзөгүндө турат. Бирок, лазердик диоддук тилкенин көптөгөн иштөө көрсөткүчтөрүнүн арасында бир параметр көп учурда этибарга алынбайт, бирок абдан маанилүү: дивергенция бурчу. Бул макалада лазердик диоддук тилкелердеги дивергенция бурчунун мүнөздөмөлөрү, физикалык келип чыгышы жана кесепеттери жана оптикалык дизайн аны кантип натыйжалуу башкара ала тургандыгы каралат.
1. Дивергенция бурчу деген эмне?
Дивергенция бурчу лазер нурунун бош мейкиндикте таралуу учурунда кандайча жайылаарын сүрөттөйт. Ал нурдун эмиссиялык кырдан канчалык кеңейээрин көрсөтөт. Лазердик диоддук тилкелерде дивергенция бурчу эки негизги багытта күчтүү асимметрияны көрсөтөт:
Тез ок: тилкенин бетине перпендикуляр. Эмиссия аймагы өтө кууш (адатта 1–2 мкм), бул чоң дивергенция бурчтарына алып келет, көбүнчө 30°–45° же андан жогору.
Жай ок: тилкенин узундугуна параллель. Эмиссия аймагы алда канча кең (жүздөгөн микрон), натыйжада дивергенция бурчтары кичине, адатта 5°–15° тегерегинде.
Бул асимметриялык дивергенция лазердик диод тилкелерин камтыган системаны интеграциялоо үчүн негизги долбоорлоо кыйынчылыгы болуп саналат.
2. Дивергенциянын физикалык келип чыгышы
Дивергенция бурчу негизинен толкун өткөргүчтүн түзүлүшү жана эмиссиялык фасеттин өлчөмү менен аныкталат:
Тез огунда нурлануу аянты өтө кичинекей. Дифракция теориясына ылайык, кичирээк тешиктер чоңураак дивергенцияга алып келет.
Жай огу боюнча, нур тилкенин узундугу боюнча бир нече эмиттер аркылуу кеңейет, натыйжада дивергенция бурчу кичине болот.
Натыйжада, лазердик диод тилкелери тез окто жогорку дивергенцияны, ал эми жай окто төмөн дивергенцияны көрсөтөт.
3. Дивергенция бурчу системанын дизайнына кандай таасир этет
① Коллимация жана нур формалоосунун жогорку баасы
Чийки нурдун жогорку асимметриясынан улам, FAC (тез октук коллимация) жана SAC (жай октук коллимация) оптикасын колдонуу керек. Бул системанын татаалдыгын жогорулатат жана жогорку орнотуу тактыгын жана жылуулук туруктуулугун талап кылат.
2. Чектелген була байланышынын натыйжалуулугу
Лазер тилкелерин көп режимдүү булаларга, оптикалык системаларга же асфералык линзаларга туташтырганда, чоң тез октук дивергенция нурдун "төгүлүшүнө" алып келип, туташтыруунун натыйжалуулугун төмөндөтүшү мүмкүн. Дивергенция оптикалык жоготуунун негизги булагы болуп саналат.
③ Модулду үймөктөөдөгү нурдун сапаты
Көп тилкелүү кабатталган модулдарда начар башкарылган дивергенция бирдей эмес нурдун кабатталышына же алыскы талаанын бурмаланышына алып келип, фокустун тактыгына жана жылуулуктун бөлүштүрүлүшүнө таасир этиши мүмкүн.
4. Лазердик диоддук тилкелердеги дивергенцияны кантип көзөмөлдөө жана оптималдаштыруу керек
Дивергенция көбүнчө түзмөктүн түзүлүшү менен аныкталса да, оптималдаштыруу үчүн бир нече системалык деңгээлдеги стратегияларды колдонсо болот:
①FAC линзаларын колдонуу
Тез октуу коллимациялык линзаны нур чыгаруучу фасетке жакын жайгаштыруу нурду кысып, тез октогу дивергенцияны азайтат — бул көпчүлүк конструкцияларда абдан маанилүү.
②Кошумча форма берүү үчүн SAC линзалары
Жай октук дивергенция кичине болсо да, бирдей чыгарууга жетүү үчүн массивдерде же сызык-жарык булактарында формага келтирүү талап кылынат.
③Нурларды айкалыштыруу жана оптикалык форма берүү дизайны
Микролинза массивдерин, цилиндр формасындагы линзаларды же структураланган оптиканы колдонуу бир нече лазер нурларын жогорку жарыктыктагы, бирдей чыгарууга айландырууга жардам берет.
④Түзмөк деңгээлиндеги толкун өткөргүчтү оптималдаштыруу
Активдүү катмардын калыңдыгын, толкун өткөргүчтүн дизайнын жана торчо конструкцияларын тууралоо чиптин деңгээлинен тез октун дивергенциясын андан ары тактай алат.
5. Реалдуу дүйнөдөгү колдонмолордогу дивергенцияны башкаруу
①Лазердик насостун булактары
Жогорку кубаттуулуктагы катуу абалдагы же була лазер системаларында лазердик диод тилкелери насостук булактар катары кызмат кылат. Дивергенцияны башкаруу, айрыкча тез окто, байланыштын натыйжалуулугун жана нурдун фокусун жакшыртат.
②Медициналык аппараттар
Лазердик терапия жана эпиляция сыяктуу системалар үчүн дивергенцияны башкаруу энергиянын бирдей жеткирилишин жана коопсуз жана натыйжалуу дарылоону камсыз кылат.
③Өнөр жай материалдарын иштетүү
Лазердик ширетүү жана кесүү иштеринде оптималдаштырылган дивергенция жогорку кубаттуулук тыгыздыгына, жакшыраак фокустоого жана так, натыйжалуу иштетүүгө өбөлгө түзөт.
6. Корутунду
Лазердик диод тилкесинин дивергенция бурчу микромасштабдуу чип физикасынан макромасштабдуу оптикалык системаларга өтүүдөгү маанилүү чекит болуп саналат.
Ал нурдун сапатынын көрсөткүчү жана интеграция үчүн долбоорлоо чеги катары кызмат кылат. Колдонмо талаптары жана системанын татаалдыгы жогорулай берген сайын, дивергенцияны түшүнүү жана көзөмөлдөө лазер өндүрүүчүлөрү жана интеграторлору үчүн, айрыкча жогорку кубаттуулукка, жарыктыкка жана ишенимдүүлүккө карай илгерилөө үчүн негизги компетенттүүлүккө айланат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 14-июлу