Жогорку кубаттуулуктагы лазердик тиркемелер кеңейе берген сайын, лазердик диод тилкелери лазердик насостук, өнөр жайлык кайра иштетүү, медициналык жабдуулар жана илимий изилдөөлөр сыяктуу тармактарда алмаштырылгыс болуп калды. Эң сонун кубаттуулугу, модулдук масштабдуулугу жана жогорку электро-оптикалык эффективдүүлүгү менен бул приборлор көптөгөн заманбап лазер системаларынын өзөгүн түзөт. Бирок, лазердик диод тилкесинин көптөгөн өндүрүмдүүлүгүнүн көрсөткүчтөрүнүн арасында бир параметр көбүнчө көз жаздымда калат, бирок өтө маанилүү: дивергенция бурчу. Бул макалада лазердик диод тилкелериндеги дивергенция бурчунун мүнөздөмөлөрү, физикалык келип чыгышы жана кесепеттери жана оптикалык дизайн аны кантип натыйжалуу башкара аларын изилдейт.
1. Дивергенция бурч деген эмне?
Дивергенция бурчу лазер нурунун бош мейкиндикте таралышында кантип таралышын сүрөттөйт. Ал нурдун эмиссиянын фасетинен канчалык кеңейгендигин көрсөтөт. Лазердик диод тилкелеринде дивергенция бурчу эки негизги багытта күчтүү асимметрияны көрсөтөт:
Тез огу: тилке бетине перпендикуляр. Эмиссия аймагы өтө тар (адатта 1–2 мкм), чоң айырмачылык бурчтарга алып келет, көбүнчө 30°–45° же андан көп.
Жай огу: тилкенин узундугуна параллель. Эмиссия аймагы бир топ кененирээк (жүздөгөн микрон), натыйжада дивергенция бурчтары кичирейет, адатта 5°–15° тегерегинде.
Бул асимметриялык дивергенция лазердик диод тилкелерин камтыган системаны интеграциялоо үчүн негизги долбоорлоо маселеси болуп саналат.
2. Дивергенциянын физикалык келип чыгышы
Дивергенция бурчу негизинен толкун өткөргүч түзүмү жана эмиссиянын фасет өлчөмү менен аныкталат:
Тез огунда эмиссия аянты өтө аз. Дифракция теориясына ылайык, кичине апертуралар чоңураак дивергенцияга алып келет.
Жай огунда нур бир нече эмиттер боюнча тилкенин узундугу боюнча кеңейет, натыйжада дивергенция бурчу азыраак болот.
Натыйжада, лазердик диод тилкелери табиятынан тез огунда жогорку дивергенцияны жана жай огунда аз дивергенцияны көрсөтөт.
3. Дивергенция бурчу системанын дизайнына кандай таасир этет
① Коллимация жана нурларды калыптандыруунун жогорку баасы
Чийки нурдун жогорку ассиметриясынан улам FAC (Fast Axis Collimation) жана SAC (Slow Axis Collimation) оптикасын колдонуу керек. Бул системанын татаалдыгын жогорулатат жана орнотуунун жогорку тактыгын жана жылуулук туруктуулугун талап кылат.
② Limited Fiber Coupling Efficiency
Лазердик тилкелерди мультимоделүү жиптерге, оптикалык системаларга же асфералык линзаларга бириктиргенде, чоң ылдам октун дивергенциясы нурдун "түшүрүлүшүнө" алып келиши мүмкүн, бул бириктирүүнүн натыйжалуулугун төмөндөтөт. Дивергенция оптикалык жоготуулардын негизги булагы болуп саналат.
③ Модулдарды орнотуудагы нурдун сапаты
Көп тилкелүү үйүлгөн модулдарда начар башкарылуучу дивергенция фокустун тактыгына жана жылуулук бөлүштүрүүгө таасирин тийгизип, нурлардын бир калыпта эмес катмарлануусуна же алыскы талаа бурмаланышына алып келиши мүмкүн.
4. Лазердик диод тилкелериндеги дивергенцияны кантип көзөмөлдөө жана оптималдаштыруу керек
Дивергенция негизинен аппараттын түзүлүшү менен аныкталса да, оптималдаштыруу үчүн бир нече система деңгээлиндеги стратегияларды колдонсо болот:
①FAC линзаларын колдонуу
Тез огу коллимациялоочу линзаны эмитенттүү фасетке жакын жайгаштыруу нурду кысып, тез огтун дивергенциясын азайтат — бул көпчүлүк конструкцияларда абдан маанилүү.
②Кошумча калыптандыруу үчүн SAC линзалары
Жай огунун дивергенциясы кичине болсо да, бир калыпта натыйжага жетүү үчүн массивдерде же сызык жарык булактарында калыптандыруу дагы эле талап кылынат.
③Beam айкалыштыруу жана оптикалык калыптандыруу дизайн
Микро линза массивдерин, цилиндрдик линзаларды же структуралык оптиканы колдонуу бир нече лазер нурларын жогорку жарыктыкта, бирдей чыгарууга айландырууга жардам берет.
④Түзмөк деңгээлиндеги толкун жетектөөчү оптималдаштыруу
Активдүү катмардын калыңдыгын, толкун өткөргүчтүн дизайнын жана торлуу конструкцияларды тууралоо чиптин деңгээлинен тез огунун дивергенциясын дагы тактай алат.
5. Чыныгы дүйнөдөгү тиркемелердеги дивергенцияны көзөмөлдөө
①Лазердик насостун булактары
Жогорку кубаттуулуктагы катуу абалдагы же була лазердик системаларда лазердик диод тилкелери насостун булагы катары кызмат кылат. Дивергенцияны көзөмөлдөө - өзгөчө тез огунда - бириктирүүнүн эффективдүүлүгүн жана нурдун фокусун жакшыртат.
②Медициналык аппараттар
Лазердик терапия жана эпиляция сыяктуу системалар үчүн дивергенцияны башкаруу энергияны бир калыпта жеткирүү жана коопсуз, эффективдүү дарылоону камсыз кылат.
③Өнөр жайлык материалдарды кайра иштетүү
Лазердик ширетүүдө жана кесүүдө оптималдаштырылган дивергенция кубаттуулуктун тыгыздыгына, жакшыраак фокустоого жана так, эффективдүү иштетүүгө өбөлгө түзөт.
6. Корутунду
Лазердик диод тилкесинин дивергенция бурчу микро масштабдуу чип физикасынан макро масштабдагы оптикалык системаларга өтүү үчүн маанилүү.
Бул нурдун сапатынын көрсөткүчү жана интеграциялоо үчүн дизайн чеги катары кызмат кылат. Колдонмо талаптары жана системанын татаалдыгы өсүп жаткан сайын, дивергенцияны түшүнүү жана контролдоо лазер өндүрүүчүлөрү жана интеграторлору үчүн негизги компетенттүүлүккө айланат, өзгөчө жогорку кубаттуулукка, жарыктыкка жана ишенимдүүлүккө карай илгерилөө үчүн.
Посттун убактысы: 14-июль-2025