Ýokary kuwwatly lazerler ulgamynda lazer çubuklary aýrylmaz esasy böleklerdir. Olar diňe bir energiýa çykaryşynyň esasy birlikleri hökmünde hyzmat etmek bilen çäklenmän, eýsem häzirki zaman optoelektron inženerçiliginiň takyklygyny we integrasiýasyny hem özünde jemleýär.—olara lazer ulgamlarynyň "hereketlendirijisi" lakamyny getirdi. Emma lazer çybygynyň gurluşy nähili we ol bary-ýogy birnäçe millimetr ölçegli ýerden onlarça ýa-da hatda ýüzlerçe watt energiýany nädip berýär? Bu makala lazer çybyklarynyň içki arhitekturasyny we inženerçilik syrlaryny öwrenýär.
1. Lazer çyzgysy näme?
Lazer çyzygy, bir substratda gapdal ýerleşdirilen birnäçe lazer diod çiplerinden ybarat bolan ýokary kuwwatly şöhle saçýan enjamdyr. Onuň iş prinsipi bir ýarymgeçiriji lazeriň iş prinsipine meňzeş bolsa-da, lazer çyzygy has ýokary optiki güýje we has ykjam görnüş faktoryna ýetmek üçin köp şöhle saçýan gurluş ulanýar.
Lazer çubuklary senagat, lukmançylyk, ylmy we goranmak pudaklarynda giňden ulanylýar, ýa göni lazer çeşmeleri hökmünde, ýa-da süýüm lazerleri we gaty ýagdaý lazerleri üçin nasos çeşmeleri hökmünde.
2. Lazer çyzgysynyň gurluş düzümi
Lazer çyzgysynyň içki gurluşy onuň işini gönüden-göni kesgitleýär. Ol esasan aşakdaky esasy böleklerden ybarat:
①Emitterler massiwi
Lazer çubuklary, adatça, ýan-ýana ýerleşdirilen 10-dan 100-e çenli emitentlerden (lazer boşluklaryndan) ybarat. Her bir emitent takmynan 50–150μm giňlikde we garaşsyz güýçlendirme sebit hökmünde hereket edýär, lazer şöhlesini döretmek we çykarmak üçin PN birikmesini, rezonans boşlugyny we tolkun geçiriji gurluşyny öz içine alýar. Ähli emitentler bir substraty paýlaşsa-da, olar adatça parallel ýa-da zonalar boýunça elektrik arkaly hereketlendirilýär.
②Ýarymgeçiriji gatlagyň gurluşy
Lazer çyzygynyň merkezinde ýarymgeçiriji gatlaklaryň bir toplumy ýerleşýär, şol sanda:
- P-tipli we N-tipli epitaksial gatlaklar (PN birleşmesini emele getirýär)
- Stimulirlenen emissiýany döredýän aktiw gatlak (meselem, kwantum guýusynyň gurluşy)
- Tolkun geçiriji gatlak, gapdal we dik ugurlarda režimiň dolandyrylmagyny üpjün edýär
- Lazeriň ugurly çykyşyny güýçlendirýän Bragg reflektorlary ýa-da HR/AR örtükleri
③Substrat we ýylylyk dolandyryş gurluşy
Emitentler monolit ýarymgeçiriji substratda (köplenç GaAs) ösdürilip ýetişdirilýär. Netijeli ýylylyk ýaýratmak üçin lazer çyzygy mis, W-Cu garyndysy ýa-da CVD almaz ýaly ýokary geçirijilikli alt birikdirijilere lehimlenýär we ýylylyk siňdirijileri we işjeň sowadyş ulgamlary bilen birikdirilýär.
④Emissiýa ýüzü we kollimasiýa ulgamy
Çykýan şöhleleriň uly bölüniş burçlary sebäpli, lazer çubuklary, adatça, kollimasiýa we şöhle şekillendirmek üçin mikro-linza massiwleri (FAC/SAC) bilen enjamlaşdyrylandyr. Käbir ulanylyşlar üçin goşmaça optika—silindrik linzalar ýa-da prizmalar ýaly—uzak meýdandaky diwergensiýany we şöhle hilini dolandyrmak üçin ulanylýar.
3. Işiň netijeliligine täsir edýän esasy gurluş faktorlary
Lazer çybygynyň gurluşy onuň durnuklylygyny, netijeliligini we hyzmat ömrüni kesgitlemekde möhüm rol oýnaýar. Birnäçe esasy taraplar:
①Termal dolandyryş dizaýny
Lazer çubuklary ýokary kuwwatlylyk dykyzlygyna we konsentrlenen ýylylyga eýedir. Pes termal garşylyk möhümdir, bu bolsa AuSn lehimleme ýa-da indiý bilen baglanyşdyrmak arkaly gazanylýar, şeýle hem ýylylygyň deň derejede ýaýramagy üçin mikrokanal sowadyş bilen utgaşdyrylýar.
②Şöhle şekillendirmek we deňleşdirmek
Köp sanly emitentler köplenç ýaramaz kogerentlikden we tolkun frontunyň deňleşdirilmezliginden ejir çekýärler. Uzak meýdanly şöhleleriň hilini gowulandyrmak üçin linzalaryň takyk dizaýny we deňleşdirilmegi örän möhümdir.
③Stress gözegçiligi we ygtybarlylyk
Termal giňelme koeffisiýentlerinde materiallaryň gabat gelmezligi egrilige ýa-da mikro çatlaklara sebäp bolup biler. Gaplama mehaniki dartgynlygy deň derejede paýlamak we zaýalanmazdan termal sikla çydamly bolmak üçin niýetlenilen bolmaly.
4. Lazer çubugynyň dizaýnyndaky geljekki tendensiýalar
Ýokary güýje, kiçi ölçeglere we ygtybarlylyga bolan isleg artdygyça, lazer ştangasynyň gurluşlary ösüşini dowam etdirýär. Esasy ösüş ugurlaryna aşakdakylar girýär:
①Tolkun uzynlygynyň giňelmegi: 1,5-e çenli uzalyp gidýärμm we orta infragyzyl zolaklar
②Miniatýurizasiýa: Kompakt enjamlarda we ýokary derejede integrasiýa edilen modullarda ulanmaga mümkinçilik berýär
③Akylly gaplama: Temperatura datçiklerini we ýagdaý baradaky pikir alyşma ulgamlaryny öz içine alýar
④Ýokary Dykyzlykly Üst-Üste goýmak: Kiçki meýdanda kilowatt derejeli çykyş gazanmak üçin gatlakly massiwler
5. Netije
Şeýlelik bilen“ýürek"Ýokary kuwwatly lazer ulgamlarynda lazer çyzyklarynyň gurluş dizaýny umumy ulgamyň optiki, elektrik we termal işine gönüden-göni täsir edýär. Birnäçe millimetr giňlikdäki gurluşa onlarça emitenti birleşdirmek diňe bir ösen material we önümçilik tehnikalaryny görkezmek bilen çäklenmän, eýsem häzirki wagtda integrasiýanyň ýokary derejesini hem görkezýär.'fotonika senagaty.
Geljekde, netijeli we ygtybarly lazer çeşmelerine bolan islegiň artmagyny dowam etdirýändigi sebäpli, lazer ştangasynyň gurluşyndaky innowasiýalar lazer senagatyny täze belentliklere çykarmagyň esasy hereketlendiriji güýji bolmagynda galar.
Eger siz'Lazer çubugyny gaplamakda, termal dolandyryşda ýa-da önüm saýlamakda hünärmen goldawyny gözleýän bolsaňyz, biziň bilen habarlaşyp bilersiňiz. Biz'Siziň anyk programma zerurlyklaryňyza laýyk gelýän ýörite çözgütleri hödürlemek üçin şu ýerde.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 2-nji iýuly