Өндөр хүчин чадалтай лазерын хэрэглээ өргөжиж байгаа тул лазер шахах, үйлдвэрлэлийн боловсруулалт, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, шинжлэх ухааны судалгаа зэрэг салбарт лазер диодын баар зайлшгүй шаардлагатай болсон. Маш сайн эрчим хүчний нягтрал, модульчлах чадвар, цахилгаан оптикийн өндөр үр ашигтай эдгээр төхөөрөмжүүд нь орчин үеийн олон лазер системүүдийн гол цөм юм. Гэсэн хэдий ч лазер диодын барын гүйцэтгэлийн олон үзүүлэлтүүдийн дунд нэг параметрийг үл тоомсорлодог боловч маш чухал ач холбогдолтой: зөрүүний өнцөг. Энэ нийтлэл нь лазерын диодын баар дахь ялгааны өнцгийн шинж чанар, физик гарал үүсэл, үр дагавар, мөн оптик дизайн нь үүнийг хэрхэн үр дүнтэй удирдаж болохыг судлах болно.
1. Дивергенцын өнцөг гэж юу вэ?
Дивергенцийн өнцөг нь лазер туяа чөлөөт орон зайд тархахдаа хэрхэн тархдагийг тодорхойлдог. Энэ нь цацрагийн ялгаралтаас хэр зэрэг тэлэхийг заадаг. Лазерын диодын бааранд ялгах өнцөг нь хоёр үндсэн чиглэлд хүчтэй тэгш бус байдлыг харуулдаг.
Хурдан тэнхлэг: Баарны гадаргуутай перпендикуляр. Ялгарлын бүс нь маш нарийн (ихэвчлэн 1-2 микрон) бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 30°–45° ба түүнээс дээш ялгаатай өнцөг үүсгэдэг.
Удаан тэнхлэг: баарны урттай зэрэгцээ. Ялгарлын бүс нь илүү өргөн (хэдэн зуун микрон) бөгөөд үүний үр дүнд ялгарах өнцөг багасч, ихэвчлэн 5°–15° орчим байдаг.
Энэхүү тэгш хэмт бус ялгаа нь лазер диодын баар бүхий системийг нэгтгэх дизайны томоохон сорилт юм.
2. Дивергенцийн физик гарал үүсэл
Зөрчлийн өнцгийг голчлон долгионы хөтлүүрийн бүтэц болон ялгаралтын фасетийн хэмжээгээр тодорхойлно.
Хурдан тэнхлэгт ялгаралтын талбай маш бага байдаг. Дифракцийн онолын дагуу жижиг нүх нь илүү их ялгаа үүсгэдэг.
Удаан тэнхлэгт цацраг нь баарны уртын дагуу олон ялгаруулагчаар дамждаг бөгөөд ингэснээр ялгарах өнцөг бага байна.
Үүний үр дүнд лазер диодын баар нь хурдан тэнхлэгт өндөр зөрүүтэй, удаан тэнхлэгт бага зөрүүтэй байдаг.
3. Дивергенцийн өнцөг нь системийн дизайнд хэрхэн нөлөөлдөг
① Коллимац болон цацраг хэлбэрт оруулах өндөр зардал
Түүхий туяа нь өндөр тэгш бус байдаг тул FAC (Fast Axis Collimation) болон SAC (Slow Axis Collimation) оптикийг ашиглах шаардлагатай. Энэ нь системийн нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлж, суурилуулалтын өндөр нарийвчлал, дулааны тогтвортой байдлыг шаарддаг.
② Хязгаарлагдмал шилэн холболтын үр ашиг
Лазер туузыг олон горимт утас, оптик систем эсвэл асферик линз болгон холбоход хурдан тэнхлэгийн том ялгаа нь цацрагийн "асгаралт" -д хүргэж, холболтын үр ашгийг бууруулдаг. Дивергенц нь оптик алдагдлын гол эх үүсвэр юм.
③ Модулийн овоолго дахь цацрагийн чанар
Олон баартай овоолсон модулиудын хувьд хяналт муутай зөрүү нь цацрагийн жигд бус давхцал эсвэл алсын зайн гажуудал үүсгэж, фокусын нарийвчлал болон дулааны хуваарилалтад нөлөөлдөг.
4. Лазер диодын баар дахь ялгааг хэрхэн хянах, оновчтой болгох
Хэдийгээр ялгаа нь төхөөрөмжийн бүтцээр тодорхойлогддог боловч оновчтой болгохын тулд системийн түвшний хэд хэдэн стратегийг ашиглаж болно:
①FAC линз ашиглах
Хурдан тэнхлэгт коллимацийн линзийг ялгаруулах талбарт ойрхон байрлуулах нь цацрагийг шахаж, хурдан тэнхлэгийн зөрүүг багасгадаг - энэ нь ихэнх загварт зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
②Нэмэлт хэлбэржүүлэх зориулалттай SAC линз
Хэдийгээр удаан тэнхлэгийн зөрүү бага боловч жигд гаралтад хүрэхийн тулд массив эсвэл шугамын гэрлийн эх үүсвэрт хэлбэржүүлэх шаардлагатай хэвээр байна.
③Цацрагийн хослол ба оптик хэлбэрийн загвар
Микро линзийн массив, цилиндр линз эсвэл бүтэцтэй оптик ашиглах нь олон лазер туяаг өндөр тод, жигд гаралт болгон хувиргахад тусална.
④Төхөөрөмжийн түвшний долгион хөтлүүрийн оновчлол
Идэвхтэй давхаргын зузаан, долгион хөтлүүрийн загвар, сараалжтай бүтцийг тохируулах нь чипийн түвшингээс хурдан тэнхлэгийн зөрүүг улам боловсронгуй болгож чадна.
5. Бодит хэрэглээний программ дахь ялгааны хяналт
①Лазер насосны эх үүсвэрүүд
Өндөр хүчин чадалтай хатуу төлөвт эсвэл шилэн лазер системд лазер диодын баар нь насосны эх үүсвэр болдог. Ялгаатай байдлыг хянах, ялангуяа хурдан тэнхлэгт - холболтын үр ашиг болон цацрагийн фокусыг сайжруулдаг.
②Эмнэлгийн хэрэгсэл
Лазер эмчилгээ, үс арилгах зэрэг системүүдийн хувьд ялгаатай байдлыг зохицуулах нь эрчим хүчийг илүү жигд дамжуулж, илүү аюулгүй, үр дүнтэй эмчилгээг баталгаажуулдаг.
③Үйлдвэрийн материал боловсруулах
Лазер гагнуур, зүсэлт хийхдээ оновчтой ялгах нь илүү өндөр эрчим хүчний нягтрал, илүү сайн анхаарал төвлөрүүлэх, илүү нарийвчлалтай, үр ашигтай боловсруулалт хийхэд хувь нэмэр оруулдаг.
6. Дүгнэлт
Лазер диодын баарны ялгах өнцөг нь микро масштабын чип физикээс макро масштабын оптик систем рүү шилжих чухал цэг юм.
Энэ нь цацрагийн чанарын үзүүлэлт болон интеграцийн дизайны хил хязгаарын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэрэглээний шаардлага болон системийн нарийн төвөгтэй байдал өссөөр байгаа тул ялгааг ойлгох, хянах нь лазер үйлдвэрлэгчид болон интеграторуудын хувьд, ялангуяа илүү өндөр хүч чадал, гэрэл гэгээ, найдвартай байдлыг дээшлүүлэх үндсэн чадвар болж байна.
Шуудангийн цаг: 2025-07-14