Ĉar altpotencaj laseraj aplikoj daŭre kreskas, laserdiodaj stangoj fariĝis nemalhaveblaj en areoj kiel lasera pumpado, industria prilaborado, medicina ekipaĵo kaj scienca esplorado. Kun sia bonega potencdenseco, modula skaleblo kaj alta elektro-optika efikeco, ĉi tiuj aparatoj estas la kerno de multaj modernaj lasersistemoj. Tamen, inter la multaj rendimentaj indikiloj de laserdioda stango, unu parametro ofte estas preteratentata sed kritike grava: la diverĝa angulo. Ĉi tiu artikolo esploras la karakterizaĵojn, fizikajn originojn kaj implicojn de la diverĝa angulo en laserdiodaj stangoj - kaj kiel optika dezajno povas efike administri ĝin.
1. Kio estas diverĝa angulo?
La diverĝa angulo priskribas kiel lasera radio disvastiĝas dum ĝi propagas en libera spaco. Ĝi indikas la amplekson, je kiu la radio etendiĝas de la emisia faceto. En laserdiodaj stangoj, la diverĝa angulo montras fortan malsimetrion en du ĉefaj direktoj:
Rapida Akso: Perpendikulara al la stangsurfaco. La emisia regiono estas ekstreme mallarĝa (tipe 1–2 µm), kondukante al grandaj diverĝaj anguloj, ofte 30°–45° aŭ pli.
Malrapida akso: Paralela al la longo de la stango. La emisia regiono estas multe pli larĝa (centoj da mikrometroj), rezultante en pli malgrandaj diverĝaj anguloj, tipe ĉirkaŭ 5°–15°.
Ĉi tiu nesimetria diverĝo estas grava dezajna defio por sistemintegriĝo implikanta laserdiodajn stangojn.
2. La Fizika Origino de Diverĝo
La diverĝa angulo estas ĉefe determinita per la ondgvidila strukturo kaj la emisia faceta grandeco:
En la rapida akso, la emisia areo estas ekstreme malgranda. Laŭ la difrakta teorio, pli malgrandaj aperturoj rezultigas pli grandan diverĝon.
En la malrapida akso, la trabo disetendiĝas laŭ la longo de la stango trans plurajn emitorojn, rezultante en pli malgranda diverĝa angulo.
Rezulte, laserdiodaj stangoj esence montras altan diverĝon en la rapida akso kaj malaltan diverĝon en la malrapida akso.
3. Kiel Diverĝa Angulo Afektas Sistemdezajnon
① Alta Kosto de Kolimatado kaj Traboformado
Pro la alta malsimetrio de la kruda lumfasko, oni devas uzi optikojn FAC (Fast Axis Collimation - Rapida Aksa Kolimado) kaj SAC (Slow Axis Collimation - Malrapida Aksa Kolimado). Tio pliigas la kompleksecon de la sistemo kaj postulas altan precizecon de instalado kaj termikan stabilecon.
② Limigita Fibra Kupla Efikeco
Kiam oni kunligas laserajn stangojn en plurmodajn fibrojn, optikajn sistemojn aŭ asferajn lensojn, la granda diverĝo de rapidaj aksoj povas konduki al "disverŝiĝo" de la radio, reduktante la efikecon de la kuplado. Diverĝo estas grava fonto de optika perdo.
③ Kvalito de la trabo en stakado de moduloj
En plur-stangaj staplitaj moduloj, malbone kontrolita diverĝo povas kaŭzi neegalan traban interkovron aŭ malproksim-kampan misprezenton, influante fokusan precizecon kaj termikan distribuon.
4. Kiel kontroli kaj optimumigi diverĝon en laserdiodaj stangoj
Kvankam diverĝo estas plejparte difinita per la strukturo de la aparato, pluraj sistemnivelaj strategioj povas esti uzataj por optimumigo:
①Uzo de FAC-lensoj
Meti rapid-aksan kolimatan lenson proksimen al la elsendanta faceto kunpremas la faskon kaj reduktas diverĝon en la rapida akso — tio estas esenca en la plej multaj dezajnoj.
2SAC-lensoj por plia formado
Kvankam la malrapidaksa diverĝo estas pli malgranda, formado ankoraŭ necesas en aroj aŭ lini-lumfontoj por atingi unuforman eligon.
3Kombinado de Traboj kaj Dezajno de Optika Formado
Uzi mikro-lensajn arojn, cilindrajn lensojn aŭ strukturitan optikon povas helpi formi plurajn laserajn radiojn en alt-helan, unuforman eligon.
④Aparat-nivela Ondgvidila Optimigo
Alĝustigi la dikon de la aktiva tavolo, la dezajnon de la ondgvidilo kaj la kradajn strukturojn povas plu rafini la rapid-aksan diverĝon de la ico-nivelo.
5. Diverĝa Kontrolo en Realmondaj Aplikoj
①Fontoj de Laseraj Pumpiloj
En altpotencaj solidstataj aŭ fibraj lasersistemoj, laserdiodaj stangoj servas kiel pumpfontoj. Kontroli diverĝon — precipe en la rapida akso — plibonigas kuplan efikecon kaj fokusadon de la radio.
2Medicinaj Aparatoj
Por sistemoj kiel laserterapio kaj harforigo, administri diverĝon certigas pli unuforman energiliveradon kaj pli sekuran kaj efikan traktadon.
3Industria Materiala Prilaborado
En laserveldado kaj tranĉado, optimumigita diverĝo kontribuas al pli alta potencdenseco, pli bona fokuso, kaj pli preciza, efika prilaborado.
6. Konkludo
La diverĝa angulo de laserdioda stango estas decida transirpunkto — de mikro-skala icofiziko ĝis makro-skalaj optikaj sistemoj.
Ĝi servas kaj kiel indikilo de la kvalito de la radio kaj kiel dezajna limo por integriĝo. Ĉar aplikaĵaj postuloj kaj sistema komplekseco daŭre kreskas, kompreni kaj kontroli diverĝon fariĝas kerna kompetenteco por kaj laserproduktantoj kaj integristoj - precipe por antaŭeniri al pli alta potenco, brileco kaj fidindeco.
Afiŝtempo: 14-Jul-2025