उच्च-शक्ति लेजर अनुप्रयोगहरू विस्तार हुँदै जाँदा, लेजर डायोड बारहरू लेजर पम्पिङ, औद्योगिक प्रशोधन, चिकित्सा उपकरण, र वैज्ञानिक अनुसन्धान जस्ता क्षेत्रहरूमा अपरिहार्य भएका छन्। तिनीहरूको उत्कृष्ट पावर घनत्व, मोड्युलर स्केलेबिलिटी, र उच्च इलेक्ट्रो-अप्टिकल दक्षताको साथ, यी उपकरणहरू धेरै आधुनिक लेजर प्रणालीहरूको मूलमा छन्। तैपनि लेजर डायोड बारको धेरै प्रदर्शन सूचकहरू मध्ये, एउटा प्यारामिटर प्रायः बेवास्ता गरिन्छ तर आलोचनात्मक रूपमा महत्त्वपूर्ण छ: विचलन कोण। यस लेखले लेजर डायोड बारहरूमा विचलन कोणको विशेषताहरू, भौतिक उत्पत्ति, र प्रभावहरूको अन्वेषण गर्दछ - र कसरी अप्टिकल डिजाइनले यसलाई प्रभावकारी रूपमा व्यवस्थापन गर्न सक्छ।
१. विचलन कोण भनेको के हो?
विचलन कोणले लेजर किरण खाली ठाउँमा कसरी फैलिन्छ भनेर वर्णन गर्दछ। यसले उत्सर्जन पक्षबाट किरण कति हदसम्म फैलिन्छ भनेर संकेत गर्दछ। लेजर डायोड बारहरूमा, विचलन कोणले दुई प्रमुख दिशाहरूमा बलियो असममितता प्रदर्शन गर्दछ:
द्रुत अक्ष: बार सतहमा लम्ब। उत्सर्जन क्षेत्र अत्यन्तै साँघुरो हुन्छ (सामान्यतया १–२ µm), जसले गर्दा ठूला विचलन कोणहरू हुन्छन्, प्रायः ३०°–४५° वा सोभन्दा बढी।
ढिलो अक्ष: बारको लम्बाइसँग समानान्तर। उत्सर्जन क्षेत्र धेरै फराकिलो छ (सयौं माइक्रोन), जसको परिणामस्वरूप साना विचलन कोणहरू हुन्छन्, सामान्यतया ५°–१५° वरिपरि।
यो असममित विचलन लेजर डायोड बारहरू समावेश गर्ने प्रणाली एकीकरणको लागि एक प्रमुख डिजाइन चुनौती हो।
२. भिन्नताको भौतिक उत्पत्ति
विचलन कोण मुख्यतया वेभगाइड संरचना र उत्सर्जन पक्ष आकार द्वारा निर्धारण गरिन्छ:
द्रुत अक्षमा, उत्सर्जन क्षेत्र अत्यन्तै सानो हुन्छ। विवर्तन सिद्धान्त अनुसार, साना एपर्चरहरूले ठूलो विचलन निम्त्याउँछन्।
ढिलो अक्षमा, बीम बारको लम्बाइसँगै धेरै उत्सर्जकहरूमा फैलिन्छ, जसले गर्दा विचलन कोण सानो हुन्छ।
फलस्वरूप, लेजर डायोड बारहरूले स्वाभाविक रूपमा द्रुत अक्षमा उच्च विचलन र ढिलो अक्षमा कम विचलन प्रदर्शन गर्छन्।
३. विचलन कोणले प्रणाली डिजाइनलाई कसरी असर गर्छ
① कोलिमेसन र बीम आकारको उच्च लागत
कच्चा बीमको उच्च असममितताको कारणले गर्दा, FAC (फास्ट एक्सिस कोलिमेसन) र SAC (स्लो एक्सिस कोलिमेसन) अप्टिक्स प्रयोग गर्नुपर्छ। यसले प्रणाली जटिलता बढाउँछ र उच्च स्थापना परिशुद्धता र थर्मल स्थिरताको माग गर्दछ।
② सीमित फाइबर कपलिंग दक्षता
लेजर बारहरूलाई मल्टिमोड फाइबर, अप्टिकल प्रणाली, वा एस्फेरिक लेन्सहरूमा जोड्दा, ठूलो द्रुत-अक्ष विचलनले बीम "स्पिलओभर" निम्त्याउन सक्छ, जसले गर्दा युग्मन दक्षता घट्छ। विचलन अप्टिकल क्षतिको एक प्रमुख स्रोत हो।
③ मोड्युल स्ट्याकिङमा बीम गुणस्तर
बहु-बार स्ट्याक्ड मोड्युलहरूमा, खराब रूपमा नियन्त्रित विचलनले असमान बीम ओभरल्याप वा टाढा-क्षेत्र विकृति निम्त्याउन सक्छ, जसले फोकसिङ परिशुद्धता र थर्मल वितरणलाई असर गर्छ।
४. लेजर डायोड बारहरूमा विचलन कसरी नियन्त्रण र अनुकूलन गर्ने
यद्यपि विचलन धेरै हदसम्म उपकरण संरचना द्वारा परिभाषित गरिएको छ, अनुकूलनको लागि धेरै प्रणाली-स्तर रणनीतिहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ:
①FAC लेन्सको प्रयोग
उत्सर्जक पक्षको नजिक द्रुत-अक्ष कोलिमेसन लेन्स राख्नाले किरणलाई कम्प्रेस गर्छ र द्रुत अक्षमा विचलन कम गर्छ - यो धेरैजसो डिजाइनहरूमा आवश्यक छ।
②थप आकारको लागि SAC लेन्सहरू
ढिलो-अक्ष विचलन सानो भएतापनि, एकरूप आउटपुट प्राप्त गर्न एरे वा लाइन-लाइट स्रोतहरूमा आकार दिन अझै पनि आवश्यक पर्दछ।
③बीम संयोजन र अप्टिकल आकार डिजाइन
माइक्रो-लेन्स एरे, बेलनाकार लेन्स, वा संरचित अप्टिक्स प्रयोग गर्नाले धेरै लेजर बीमहरूलाई उच्च-चमकदार, एकसमान आउटपुटमा आकार दिन मद्दत गर्न सक्छ।
④उपकरण-स्तर वेभगाइड अप्टिमाइजेसन
सक्रिय तह मोटाई, वेभगाइड डिजाइन, र ग्रेटिंग संरचनाहरू समायोजन गर्नाले चिप स्तरबाट द्रुत-अक्ष विचलनलाई अझ परिष्कृत गर्न सकिन्छ।
५. वास्तविक-विश्व अनुप्रयोगहरूमा विचलन नियन्त्रण
①लेजर पम्प स्रोतहरू
उच्च-शक्ति ठोस-अवस्था वा फाइबर लेजर प्रणालीहरूमा, लेजर डायोड बारहरूले पम्प स्रोतहरूको रूपमा काम गर्छन्। विचलन नियन्त्रण गर्नाले - विशेष गरी द्रुत अक्षमा - युग्मन दक्षता र बीम फोकसिङमा सुधार गर्दछ।
②चिकित्सा उपकरणहरू
लेजर थेरापी र कपाल हटाउने जस्ता प्रणालीहरूको लागि, विचलन व्यवस्थापनले अधिक एकरूप ऊर्जा वितरण र सुरक्षित, अधिक प्रभावकारी उपचार सुनिश्चित गर्दछ।
③औद्योगिक सामग्री प्रशोधन
लेजर वेल्डिङ र काटनमा, अनुकूलित विचलनले उच्च शक्ति घनत्व, राम्रो फोकस, र अधिक सटीक, कुशल प्रशोधनमा योगदान पुर्याउँछ।
निष्कर्ष
लेजर डायोड बारको विचलन कोण एक महत्त्वपूर्ण संक्रमण बिन्दु हो - माइक्रो-स्केल चिप भौतिकीबाट म्याक्रो-स्केल अप्टिकल प्रणालीहरूमा।
यसले एकीकरणको लागि बीम गुणस्तर सूचक र डिजाइन सीमा दुवैको रूपमा काम गर्दछ। अनुप्रयोगको माग र प्रणाली जटिलता बढ्दै जाँदा, विचलनलाई बुझ्ने र नियन्त्रण गर्ने काम लेजर निर्माताहरू र एकीकृतकर्ताहरूको लागि एक मुख्य योग्यता बन्छ - विशेष गरी उच्च शक्ति, चमक र विश्वसनीयता तर्फ अगाडि बढ्नको लागि।
पोस्ट समय: जुलाई-१४-२०२५