Om't tapassingen fan hege-krêft lasers bliuwe útwreidzjen, binne laserdiodebalken ûnmisber wurden op gebieten lykas laserpompen, yndustriële ferwurking, medyske apparatuer en wittenskiplik ûndersyk. Mei har poerbêste krêfttichtens, modulêre skalberens en hege elektro-optyske effisjinsje binne dizze apparaten de kearn fan in protte moderne lasersystemen. Dochs wurdt ûnder de protte prestaasje-yndikatoaren fan in laserdiodebalke ien parameter faak oersjoen, mar kritysk wichtich: de diverginsjehoeke. Dit artikel ûndersiket de skaaimerken, fysike oarsprong en ymplikaasjes fan 'e diverginsjehoeke yn laserdiodebalken - en hoe't optysk ûntwerp it effektyf beheare kin.
1. Wat is in diverginsjehoeke?
De diverginsjehoeke beskriuwt hoe't in laserstriel him ferspriedt as er him yn 'e frije romte ferspriedt. It jout oan yn hoefier't de striel him útwreidet fanút it emisjefasett. Yn laserdiodebalken lit de diverginsjehoeke sterke asymmetrie sjen yn twa haadrjochtingen:
Snelle as: Loodrjocht op it oerflak fan 'e balke. It emisjegebiet is ekstreem smel (meastal 1–2 µm), wat liedt ta grutte diverginsjehoeken, faak 30°–45° of mear.
Trage as: Parallel oan de lingte fan 'e balke. It emisjegebiet is folle breder (hûnderten mikrons), wat resulteart yn lytsere diverginsjehoeken, typysk om de 5°–15° hinne.
Dizze asymmetryske diverginsje is in wichtige ûntwerpútdaging foar systeemyntegraasje mei laserdiodebalken.
2. De fysike oarsprong fan diverginsje
De diverginsjehoeke wurdt primêr bepaald troch de struktuer fan 'e golflieder en de grutte fan 'e emisjefaset:
Yn 'e snelle as is it emisjegebiet ekstreem lyts. Neffens diffraksjeteory resultearje lytsere iepeningen yn gruttere diverginsje.
Yn 'e stadige as wreidet de striel him út lâns de lingte fan 'e balke oer meardere emitters, wat resulteart yn in lytsere diverginsjehoeke.
As gefolch dêrfan litte laserdiodebalken ynherint hege diverginsje sjen yn 'e snelle as en lege diverginsje yn 'e stadige as.
3. Hoe't de diverginsjehoeke ynfloed hat op systeemûntwerp
① Hege kosten fan kollimaasje en balkefoarming
Fanwegen de hege asymmetrie fan 'e rûge striel moatte FAC (Fast Axis Collimation) en SAC (Slow Axis Collimation) optyske techniken brûkt wurde. Dit fergruttet de systeemkompleksiteit en freget om hege ynstallaasjepresyzje en termyske stabiliteit.
② Beheinde effisjinsje fan glêstriedkoppeling
By it keppeljen fan laserbalken yn multimodefasers, optyske systemen of asferyske lenzen, kin de grutte diverginsje fan 'e snelle as liede ta "spillover" fan 'e striel, wêrtroch't de koppelingseffisjinsje ferminderet. Diverginsje is in wichtige boarne fan optysk ferlies.
③ Beamkwaliteit yn modulestapeling
Yn modules mei meardere balken kin min kontroleare diverginsje ûngelikense oerlaap fan 'e striel of ferfoarming yn fiere fjilden feroarsaakje, wat ynfloed hat op 'e fokuspresyzje en termyske ferdieling.
4. Hoe kinne jo diverginsje yn laserdiodebalken kontrolearje en optimalisearje
Hoewol diverginsje foar in grut part definiearre wurdt troch de apparaatstruktuer, kinne ferskate strategyen op systeemnivo brûkt wurde foar optimalisaasje:
①Gebrûk fan FAC-lenzen
It pleatsen fan in kollimaasjelens mei in snelle as tichtby it útstjittende faset komprimearret de striel en ferminderet diverginsje yn 'e snelle as - dit is essensjeel yn 'e measte ûntwerpen.
②SAC-lenzen foar ekstra foarmjouwing
Hoewol de diverginsje fan 'e stadige as lytser is, is foarmjaan noch altyd nedich yn arrays of line-ljochtboarnen om in unifoarme útfier te berikken.
③Beamkombinaasje en optysk foarmjaanûntwerp
It brûken fan mikrolensarrays, silindryske lenzen of strukturearre optika kin helpe om meardere laserstrielen te foarmjen ta in hege-helderheid, unifoarme útfier.
④Optimalisaasje fan golflieder op apparaatnivo
It oanpassen fan 'e aktive laachdikte, it ûntwerp fan 'e golflieder en de rasterstrukturen kin de diverginsje fan 'e snelle as fan it chipnivo fierder ferfine.
5. Diverginsjekontrôle yn echte tapassingen
①Laserpompboarnen
Yn heech-fermogen fêste-stof- of glêstriedlasersystemen tsjinje laserdiodebalken as pompboarnen. It kontrolearjen fan diverginsje - foaral yn 'e snelle as - ferbetteret de koppelingseffisjinsje en strielfokussearring.
②Medyske apparaten
Foar systemen lykas laserterapy en hierferwidering soarget it behearen fan diverginsje foar in mear unifoarme enerzjylevering en in feiliger, effektiver behanneling.
③Yndustriële materiaalferwurking
By laserlassen en snijden draacht optimalisearre diverginsje by oan in hegere krêfttichtens, bettere fokus en krektere, effisjintere ferwurking.
6. Konklúzje
De diverginsjehoeke fan in laserdiodebalke is in krúsjaal oergongspunt - fan mikroskaal-chipfysika nei makroskaal-optyske systemen.
It tsjinnet sawol as in yndikator foar strielkwaliteit as in ûntwerpgrins foar yntegraasje. Om't de easken foar tapassingen en de kompleksiteit fan it systeem bliuwe tanimme, wurdt it begripen en kontrolearjen fan diverginsje in kearnkompetinsje foar sawol laserfabrikanten as yntegrators - foaral foar it foarútgong nei hegere krêft, helderheid en betrouberens.
Pleatsingstiid: 14 july 2025