Sabot aplikasi laser kakuatan tinggi terus dimekarkeun, batang dioda laser parantos janten teu tiasa dipisahkeun dina widang sapertos pompa laser, pamrosésan industri, alat médis, sareng panalungtikan ilmiah. Kalayan kapadetan kakuatan anu saé, skalabilitas modular, sareng efisiensi éléktro-optik anu luhur, alat-alat ieu mangrupikeun inti tina seueur sistem laser modéren. Tapi di antara seueur indikator kinerja batang dioda laser, hiji parameter sering dipaliré tapi penting pisan: sudut divergénsi. Artikel ieu ngajalajah karakteristik, asal-usul fisik, sareng implikasi tina sudut divergénsi dina batang dioda laser — sareng kumaha desain optik tiasa ngaturna sacara efektif.
1. Naon Ari Sudut Divergensi?
Sudut divergénsi ngajelaskeun kumaha sinar laser nyebar nalika nyebar di rohangan bébas. Éta nunjukkeun tingkat dimana sinar éta mekar tina aspék émisi. Dina batang dioda laser, sudut divergénsi némbongkeun asimetri anu kuat dina dua arah utama:
Sumbu Gancang: Tegak lurus kana beungeut bar. Daérah émisi téh sempit pisan (biasana 1–2 µm), nu ngabalukarkeun sudut divergénsi nu gedé, mindeng 30°–45° atawa leuwih.
Sumbu Leutik: Sajajar jeung panjang batang. Daérah émisi leuwih lega (ratusan mikron), nu ngahasilkeun sudut divergénsi nu leuwih leutik, biasana sakitar 5°–15°.
Divergensi asimetris ieu mangrupikeun tantangan desain utama pikeun integrasi sistem anu ngalibatkeun batang dioda laser.
2. Asal-usul Fisik Divergensi
Sudut divergénsi utamina ditangtukeun ku struktur waveguide sareng ukuran faset émisi:
Dina sumbu gancang, daérah émisi téh leutik pisan. Numutkeun téori difraksi, liang anu leuwih leutik ngahasilkeun divergénsi anu leuwih gedé.
Dina sumbu anu laun, sinar ngalegaan sapanjang batang ngaliwatan sababaraha emitor, ngahasilkeun sudut divergensi anu langkung alit.
Hasilna, batang dioda laser sacara inheren nunjukkeun divergensi anu luhur dina sumbu gancang sareng divergensi anu handap dina sumbu laun.
3. Kumaha Sudut Divergensi Mangaruhan Desain Sistem
① Biaya Kolimasi sareng Pembentukan Balok anu Luhur
Kusabab asimetri anu luhur tina sinar atah, optik FAC (Fast Axis Collimation) sareng SAC (Slow Axis Collimation) kedah dianggo. Ieu ningkatkeun kompleksitas sistem sareng meryogikeun presisi pamasangan sareng stabilitas termal anu luhur.
② Efisiensi Kopling Serat Terbatas
Nalika ngagandengkeun batang laser kana serat multimode, sistem optik, atanapi lensa aspheric, divergensi sumbu gancang anu ageung tiasa nyababkeun "spillover" sinar, ngirangan efisiensi gandengan. Divergensi mangrupikeun sumber utama karugian optik.
③ Kualitas Balok dina Susun Modul
Dina modul nu ditumpuk multi-bar, divergensi nu teu dikontrol kalawan alus bisa nyababkeun tumpang tindih sinar nu teu rata atawa distorsi medan jauh, nu mangaruhan presisi fokus jeung distribusi termal.
4. Kumaha Ngontrol sareng Ngaoptimalkeun Divergénsi dina Batang Dioda Laser
Sanaos divergénsi sacara umum ditetepkeun ku struktur alat, sababaraha strategi tingkat sistem tiasa dianggo pikeun optimasi:
①Pamakéan Lénsa FAC
Nempatkeun lénsa kolimasi sumbu gancang caket kana faset anu memancar bakal ngomprés sinar sareng ngirangan divergénsi dina sumbu gancang—ieu penting pisan dina kaseueuran desain.
②Lénsa SAC pikeun Wangun Tambahan
Sanaos divergensi sumbu laun langkung alit, pembentukan masih diperyogikeun dina susunan atanapi sumber cahaya garis pikeun ngahontal kaluaran anu seragam.
③Desain Ngagabungkeun Sinar sareng Ngabentuk Optik
Ngagunakeun susunan mikro-lénsa, lénsa silinder, atanapi optik terstruktur tiasa ngabantosan ngabentuk sababaraha sinar laser kana kaluaran anu seragam sareng kacaangan luhur.
④Optimasi Waveguide Tingkat Alat
Nyaluyukeun ketebalan lapisan aktif, desain waveguide, sareng struktur kisi-kisi tiasa langkung nyaring divergénsi sumbu gancang tina tingkat chip.
5. Kontrol Divergénsi dina Aplikasi Dunya Nyata
①Sumber Pompa Laser
Dina sistem laser solid-state atanapi serat daya tinggi, batang dioda laser janten sumber pompa. Ngontrol divergénsi—utamina dina sumbu gancang—ningkatkeun efisiensi kopling sareng fokus pancaran.
②Alat-alat Médis
Pikeun sistem sapertos terapi laser sareng miceun bulu, ngatur divergénsi mastikeun pangiriman énergi anu langkung seragam sareng perawatan anu langkung aman sareng efektif.
③Pangolahan Bahan Industri
Dina pangelasan sareng motong laser, divergensi anu dioptimalkeun nyumbang kana kapadetan daya anu langkung luhur, fokus anu langkung saé, sareng pamrosésan anu langkung tepat sareng efisien.
6. Kacindekan
Sudut divergensi batang dioda laser mangrupikeun titik transisi anu penting—tina fisika chip skala mikro ka sistem optik skala makro.
Éta ngalayanan salaku indikator kualitas sinar sareng wates desain pikeun integrasi. Nalika paménta aplikasi sareng kompleksitas sistem terus ningkat, ngartos sareng ngontrol divergénsi janten kompetensi inti pikeun produsén laser sareng integrator — khususna pikeun maju ka arah kakuatan, kacaangan, sareng reliabilitas anu langkung luhur.
Waktos posting: 14-Jul-2025