Amarga aplikasi laser daya dhuwur terus berkembang, batang dioda laser wis dadi penting banget ing babagan kayata pompa laser, pangolahan industri, peralatan medis, lan riset ilmiah. Kanthi kapadhetan daya sing apik banget, skalabilitas modular, lan efisiensi elektro-optik sing dhuwur, piranti kasebut minangka inti saka akeh sistem laser modern. Nanging ing antarane akeh indikator kinerja batang dioda laser, siji parameter asring dilirwakake nanging penting banget: sudut divergensi. Artikel iki njelajah karakteristik, asal-usul fisik, lan implikasi saka sudut divergensi ing batang dioda laser—lan kepiye desain optik bisa ngatur kanthi efektif.
1. Apa sing diarani Sudut Divergensi?
Sudut divergensi nggambarake kepiye sinar laser nyebar nalika nyebar ing ruang bebas. Iki nuduhake sepira gedhene sinar kasebut ngembang saka faset emisi. Ing batang dioda laser, sudut divergensi nuduhake asimetri sing kuwat ing rong arah utama:
Sumbu Cepet: Tegak lurus karo permukaan bar. Wilayah emisi sempit banget (biasane 1-2 µm), sing nyebabake sudut divergensi sing gedhe, asring 30°–45° utawa luwih.
Sumbu Alon: Sejajar karo dawane batang. Wilayah emisi luwih amba (atusan mikron), sing nyebabake sudut divergensi sing luwih cilik, biasane sekitar 5°–15°.
Divergensi asimetris iki minangka tantangan desain utama kanggo integrasi sistem sing nglibatake batang dioda laser.
2. Asal-Usul Fisik saka Divergensi
Sudut divergensi utamane ditemtokake dening struktur waveguide lan ukuran faset emisi:
Ing sumbu cepet, area emisi cilik banget. Miturut teori difraksi, bolongan sing luwih cilik nyebabake divergensi sing luwih gedhe.
Ing sumbu alon, sinar ngembang sadawane dawa bar ngliwati pirang-pirang emitor, sing nyebabake sudut divergensi sing luwih cilik.
Akibaté, batang dioda laser nduweni sipat nuduhake divergensi sing dhuwur ing sumbu cepet lan divergensi sing endhek ing sumbu alon.
3. Kepiye Sudut Divergensi Mengaruhi Desain Sistem
① Biaya Kolimasi lan Pembentukan Balok sing Dhuwur
Amarga asimetri sinar mentah sing dhuwur, optik FAC (Fast Axis Collimation) lan SAC (Slow Axis Collimation) kudu digunakake. Iki nambah kerumitan sistem lan mbutuhake presisi instalasi lan stabilitas termal sing dhuwur.
② Efisiensi Kopling Serat Terbatas
Nalika nggandhengake batang laser menyang serat multimode, sistem optik, utawa lensa aspheric, divergensi sumbu cepet sing gedhe bisa nyebabake "spillover" sinar, sing nyuda efisiensi gandhengan. Divergensi minangka sumber utama kerugian optik.
③ Kualitas Balok ing Susunan Modul
Ing modul tumpukan multi-bar, divergensi sing ora dikontrol kanthi apik bisa nyebabake tumpang tindih sinar sing ora rata utawa distorsi medan adoh, sing mengaruhi presisi fokus lan distribusi termal.
4. Cara Ngontrol lan Ngoptimalake Divergensi ing Batang Dioda Laser
Senajan divergensi umumé ditegesake déning struktur piranti, ana sawetara strategi tingkat sistem sing bisa digunakaké kanggo optimasi:
①Panggunaan Lensa FAC
Masang lensa kolimasi sumbu cepet cedhak karo faset sing memancar bakal ngompres sinar lan nyuda divergensi ing sumbu cepet—iki penting banget ing umume desain.
②Lensa SAC kanggo Pembentukan Tambahan
Sanajan divergensi sumbu alon luwih cilik, pembentukan isih dibutuhake ing array utawa sumber garis-cahaya kanggo entuk output sing seragam.
③Desain Penggabungan Sinar lan Pembentukan Optik
Nggunakake susunan mikro-lensa, lensa silinder, utawa optik terstruktur bisa mbantu mbentuk pirang-pirang sinar laser dadi output sing seragam lan padhang banget.
④Optimasi Waveguide Tingkat Piranti
Nyetel kekandelan lapisan aktif, desain waveguide, lan struktur kisi-kisi bisa luwih nyaring divergensi sumbu cepet saka tingkat chip.
5. Kontrol Divergensi ing Aplikasi Donya Nyata
①Sumber Pompa Laser
Ing sistem laser solid-state utawa serat daya dhuwur, batang dioda laser dadi sumber pompa. Ngontrol divergensi—utamane ing sumbu cepet—ningkatake efisiensi kopling lan fokus sinar.
②Piranti Medis
Kanggo sistem kaya terapi laser lan penghilangan rambut, ngatur divergensi njamin pangiriman energi sing luwih seragam lan perawatan sing luwih aman lan efektif.
③Pangolahan Bahan Industri
Ing pengelasan lan pemotongan laser, divergensi sing dioptimalake nyumbang kanggo kapadhetan daya sing luwih dhuwur, fokus sing luwih apik, lan pangolahan sing luwih tepat lan efisien.
6. Dudutan
Sudut divergensi saka batang dioda laser minangka titik transisi sing penting—saka fisika chip skala mikro menyang sistem optik skala makro.
Iki dadi indikator kualitas sinar lan wates desain kanggo integrasi. Amarga panjaluk aplikasi lan kerumitan sistem terus mundhak, pangerten lan ngontrol divergensi dadi kompetensi inti kanggo produsen lan integrator laser—utamane kanggo maju menyang daya, padhange, lan linuwih sing luwih dhuwur.
Wektu kiriman: 14 Juli 2025