Өндөр хүчин чадалтай лазерын салбарт лазерын саваа нь зайлшгүй чухал үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр нь зөвхөн эрчим хүчний гаралтын үндсэн нэгж болж үйлчилээд зогсохгүй орчин үеийн оптоэлектроникийн нарийвчлал, интеграцийг агуулдаг.—тэдэнд лазер системийн "хөдөлгүүр" гэсэн хоч авчирсан. Гэхдээ лазерын барын бүтэц яг юу вэ, хэдхэн миллиметрийн хэмжээтэйгээс хэдэн арван эсвэл бүр хэдэн зуун ватт цахилгаан хэрхэн гаргадаг вэ? Энэ нийтлэлд лазерын барын дотоод архитектур болон инженерийн нууцыг судлах болно.
1. Лазер бар гэж юу вэ?
Лазерын тууз нь нэг суурь дээр хажуу тийш байрлуулсан олон лазер диодын чипээс бүрдсэн өндөр хүчин чадалтай цацраг туяа цацруулдаг төхөөрөмж юм. Үйл ажиллагааны зарчим нь нэг хагас дамжуулагч лазерынхтай төстэй боловч лазерын тууз нь илүү өндөр оптик хүч чадал, илүү авсаархан хэлбэр хүчин зүйлд хүрэхийн тулд олон ялгаруулагчтай зохион байгуулалтыг ашигладаг.
Лазерын баарыг аж үйлдвэр, анагаах ухаан, шинжлэх ухаан, батлан хамгаалах салбарт шууд лазерын эх үүсвэр эсвэл шилэн лазер болон хатуу төлөвт лазерын шахуургын эх үүсвэр болгон өргөн ашигладаг.
2. Лазер барын бүтцийн найрлага
Лазерын бариулын дотоод бүтэц нь түүний гүйцэтгэлийг шууд тодорхойлдог. Энэ нь голчлон дараах үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ.
①Эмиттерийн массив
Лазерын саваа нь ихэвчлэн зэрэгцүүлэн байрлуулсан 10-100 ялгаруулагч (лазер хөндий)-өөс бүрдэнэ. Ялгаруулагч бүр нь ойролцоогоор 50 байна.–150μм өргөн бөгөөд бие даасан олшруулалтын бүс болж үйлчилдэг бөгөөд лазер гэрэл үүсгэж, ялгаруулах PN уулзвар, резонансын хөндий, долгион хөтлүүрийн бүтэцтэй. Бүх ялгаруулагч нь ижил суурьтай байдаг ч тэдгээрийг ихэвчлэн зэрэгцээ эсвэл бүсээр цахилгаанаар хөдөлгөдөг.
2Хагас дамжуулагч давхаргын бүтэц
Лазерын баарны голд хагас дамжуулагч давхаргын овоолго байрладаг бөгөөд үүнд дараахь зүйлс орно.
- P хэлбэрийн ба N хэлбэрийн эпитаксиал давхаргууд (PN уулзварыг үүсгэдэг)
- Өдөөгдсөн ялгаралтыг үүсгэдэг идэвхтэй давхарга (жишээ нь, квант худгийн бүтэц)
- Долгион хөтлөгчийн давхарга нь хажуу ба босоо чиглэлд горимын хяналтыг хангадаг
- Лазерын чиглэлийн гаралтыг нэмэгдүүлдэг Bragg тусгал эсвэл HR/AR бүрхүүлүүд
③Субстрат ба Дулааны Удирдлагын Бүтэц
Эмиттерүүдийг цул хагас дамжуулагч суурь (ихэвчлэн GaAs) дээр ургуулдаг. Дулааныг үр ашигтайгаар тараахын тулд лазерын барыг зэс, W-Cu хайлш эсвэл CVD алмаз зэрэг өндөр дамжуулалттай дэд холболтууд дээр гагнаж, дулаан шингээгч болон идэвхтэй хөргөлтийн системтэй хослуулдаг.
④Ялгарлын гадаргуу ба коллимацийн систем
Ялгарч буй цацрагийн их хэмжээний ялгарах өнцөгөөс шалтгаалан лазерын баарыг ихэвчлэн коллимация болон цацрагийн хэлбэржүүлэлтэд зориулсан микро линзний массив (FAC/SAC)-аар тоноглодог. Зарим хэрэглээнд нэмэлт оптик—цилиндр хэлбэртэй линз эсвэл призм гэх мэт—холын талбайн ялгаа болон цацрагийн чанарыг хянах зорилгоор ашигладаг.
3. Гүйцэтгэлд нөлөөлөх гол бүтцийн хүчин зүйлс
Лазерын барын бүтэц нь түүний тогтвортой байдал, үр ашиг, ашиглалтын хугацааг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэд хэдэн гол хүчин зүйлд дараахь зүйлс орно.
①Дулааны менежментийн зураг төсөл
Лазер саваа нь өндөр чадлын нягтрал болон төвлөрсөн дулаантай. Дулааны эсэргүүцэл бага байх нь чухал бөгөөд үүнийг AuSn гагнуур эсвэл индиум холбоогоор дамжуулан жигд дулаан тархалтын микро сувгийн хөргөлттэй хослуулан гаргаж авдаг.
2Цацраг хэлбэржүүлэх ба тэгшлэх
Олон ялгаруулагч нь ихэвчлэн когерент чанар муу, долгионы фронтын буруу байрлалтай байдаг. Алсын зайн цацрагийн чанарыг сайжруулахын тулд линзний нарийвчлалтай дизайн болон байрлал чухал үүрэгтэй.
③Стрессийг хянах ба найдвартай байдал
Дулааны тэлэлтийн коэффициентийн материалын зөрүү нь муруйлт эсвэл бичил хагарал үүсгэж болзошгүй. Сав баглаа боодол нь механик стрессийг жигд хуваарилах, дулааны мөчлөгийг задралгүйгээр тэсвэрлэх зориулалттай байх ёстой.
4. Лазер бар дизайны ирээдүйн чиг хандлага
Илүү өндөр хүчин чадал, жижиг хэмжээ, илүү найдвартай байдлын эрэлт хэрэгцээ өсөхийн хэрээр лазерын бариулын бүтэц хөгжсөөр байна. Гол хөгжлийн чиглэлүүдэд дараахь зүйлс орно.
①Долгионы уртын тэлэлт: 1.5 хүртэл тэлнэμм ба дунд хэт улаан туяаны зурвасууд
2Жижигрүүлэлт: Авсаархан төхөөрөмж болон өндөр нягтралтай модулиудад ашиглах боломжийг олгоно
③Ухаалаг сав баглаа боодол: Температур мэдрэгч болон төлөв байдлын хариу үйлдлийн системийг нэгтгэх
④Өндөр нягтралтай давхарга: Авсаархан талбайд киловатт түвшний гаралтыг бий болгох давхарласан массивууд
5. Дүгнэлт
... байдлаар"зүрх"Өндөр хүчин чадалтай лазер системүүдийн хувьд лазерын туузны бүтцийн дизайн нь системийн нийт оптик, цахилгаан болон дулааны гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Хэдхэн миллиметр өргөнтэй бүтцэд хэдэн арван ялгаруулагчийг нэгтгэх нь зөвхөн дэвшилтэт материал, үйлдвэрлэлийн техникийг харуулаад зогсохгүй өнөө үед интеграцийн өндөр түвшинг илэрхийлж байна.'фотоникийн салбар.
Үр ашигтай, найдвартай лазер эх үүсвэрийн эрэлт хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаа тул лазерын бариулын бүтцийн шинэчлэл нь лазерын салбарыг шинэ өндөрлөгт хүргэх гол хөдөлгөгч хүч хэвээр байх болно.
Хэрэв та'Лазер бар сав баглаа боодол, дулааны менежмент эсвэл бүтээгдэхүүн сонгох чиглэлээр мэргэжлийн дэмжлэг хайж байгаа бол бидэнтэй холбоо барина уу. Бид'Таны хэрэглээний тодорхой хэрэгцээнд нийцүүлэн тохируулсан шийдлүүдийг санал болгохын тулд энд байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 2