Ym maes laserau pŵer uchel, mae bariau laser yn gydrannau craidd anhepgor. Nid yn unig y maent yn gwasanaethu fel unedau sylfaenol allbwn ynni, ond maent hefyd yn ymgorffori cywirdeb ac integreiddio peirianneg optoelectroneg fodern.—gan ennill y llysenw iddynt: “peiriant” systemau laser. Ond beth yn union yw strwythur bar laser, a sut mae'n darparu degau neu hyd yn oed gannoedd o watiau o allbwn o ddim ond ychydig filimetrau o ran maint? Mae'r erthygl hon yn archwilio'r pensaernïaeth fewnol a chyfrinachau peirianneg y tu ôl i fariau laser.
1. Beth yw Bar Laser?
Mae bar laser yn ddyfais allyrru pŵer uchel sy'n cynnwys nifer o sglodion deuod laser wedi'u trefnu'n ochrol ar un swbstrad. Er bod ei egwyddor weithio yn debyg i egwyddor gweithio laser lled-ddargludyddion sengl, mae'r bar laser yn defnyddio cynllun aml-allyrrydd i gyflawni pŵer optegol uwch a ffactor ffurf mwy cryno.
Defnyddir bariau laser yn helaeth ar draws sectorau diwydiannol, meddygol, gwyddonol ac amddiffyn, naill ai fel ffynonellau laser uniongyrchol neu fel ffynonellau pwmp ar gyfer laserau ffibr a laserau cyflwr solid.
2. Cyfansoddiad Strwythurol Bar Laser
Mae strwythur mewnol bar laser yn pennu ei berfformiad yn uniongyrchol. Mae'n cynnwys y cydrannau craidd canlynol yn bennaf:
①Arae Allyrwyr
Mae bariau laser fel arfer yn cynnwys 10 i 100 o allyrwyr (ceudodau laser) wedi'u trefnu ochr yn ochr. Mae pob allyrrydd tua 50–150μm o led ac yn gweithredu fel rhanbarth ennill annibynnol, sy'n cynnwys cyffordd PN, ceudod atseiniol, a strwythur ton-dywysydd i gynhyrchu ac allyrru golau laser. Er bod pob allyrrydd yn rhannu'r un swbstrad, fel arfer cânt eu gyrru'n drydanol yn gyfochrog neu fesul parthau.
②Strwythur Haen Lled-ddargludyddion
Wrth wraidd y bar laser mae pentwr o haenau lled-ddargludyddion, gan gynnwys:
- Haenau epitacsial math-P a math-N (sy'n ffurfio'r gyffordd PN)
- Haen weithredol (e.e., strwythur ffynnon cwantwm), sy'n cynhyrchu allyriadau ysgogedig
- Haen tonnau, gan sicrhau rheolaeth modd mewn cyfeiriadau ochrol a fertigol
- Adlewyrchyddion Bragg neu orchuddion HR/AR, sy'n gwella allbwn cyfeiriadol y laser
③Strwythur Rheoli Swbstrad a Thermol
Mae'r allyrwyr yn cael eu tyfu ar swbstrad lled-ddargludyddion monolithig (GaAs fel arfer). Er mwyn gwasgaru gwres yn effeithlon, mae'r bar laser yn cael ei sodro ar is-fowntiau dargludedd uchel fel copr, aloi W-Cu, neu ddiemwnt CVD, a'i baru â sinciau gwres a systemau oeri gweithredol.
④System Arwyneb Allyriadau a Cholymiad
Oherwydd onglau dargyfeirio mawr y trawstiau a allyrrir, mae bariau laser fel arfer wedi'u cyfarparu ag araeau micro-lens (FAC/SAC) ar gyfer colimeiddio a siapio trawstiau. Ar gyfer rhai cymwysiadau, mae opteg ychwanegol yn cael ei defnyddio—fel lensys silindrog neu brismau—yn cael eu defnyddio i reoli dargyfeiriad maes pell ac ansawdd trawst.
3. Ffactorau Strwythurol Allweddol sy'n Dylanwadu ar Berfformiad
Mae strwythur bar laser yn chwarae rhan hanfodol wrth bennu ei sefydlogrwydd, ei effeithlonrwydd a'i oes gwasanaeth. Mae sawl agwedd allweddol yn cynnwys:
①Dylunio Rheoli Thermol
Mae gan fariau laser ddwysedd pŵer uchel a gwres crynodedig. Mae gwrthiant thermol isel yn hanfodol, a gyflawnir trwy sodro AuSn neu fondio indiwm, ynghyd ag oeri microsianel ar gyfer gwasgariad gwres unffurf.
②Siapio a Chynllunio Trawstiau
Mae allyrwyr lluosog yn aml yn dioddef o gydlyniant gwael a chamliniad blaen tonnau. Mae dylunio a halinio lensys manwl gywir yn hanfodol ar gyfer gwella ansawdd trawst maes pell.
③Rheoli Straen a Dibynadwyedd
Gall anghydweddiadau deunydd mewn cyfernodau ehangu thermol arwain at ystofio neu ficrograciau. Rhaid dylunio deunydd pacio i ddosbarthu straen mecanyddol yn gyfartal a gwrthsefyll cylchred thermol heb ddirywiad.
4. Tueddiadau'r Dyfodol mewn Dylunio Bariau Laser
Wrth i'r galw am bŵer uwch, maint llai, a dibynadwyedd mwy dyfu, mae strwythurau bar laser yn parhau i esblygu. Mae cyfeiriadau datblygu allweddol yn cynnwys:
①Ehangu Tonfedd: Ymestyn i 1.5μbandiau m ac is-goch canolig
②Miniatureiddio: Galluogi defnydd mewn dyfeisiau cryno a modiwlau integredig iawn
③Pecynnu Clyfar: Yn ymgorffori synwyryddion tymheredd a systemau adborth statws
④Pentyrru Dwysedd Uchel: Araeau haenog i gyflawni allbwn lefel cilowat mewn ôl troed cryno
5. Casgliad
Fel y“calon"o ran systemau laser pŵer uchel, mae dyluniad strwythurol bariau laser yn dylanwadu'n uniongyrchol ar berfformiad optegol, trydanol a thermol y system gyffredinol. Mae integreiddio dwsinau o allyrwyr i strwythur dim ond milimedrau o led nid yn unig yn arddangos technegau deunydd a gwneuthuriad uwch, ond mae hefyd yn cynrychioli'r lefel uchel o integreiddio heddiw.'diwydiant ffotonig s.
Wrth edrych ymlaen, wrth i'r galw am ffynonellau laser effeithlon a dibynadwy barhau i gynyddu, bydd arloesiadau mewn strwythur bariau laser yn parhau i fod yn ffactor allweddol wrth symud y diwydiant laser i uchelfannau newydd.
Os ydych chi'Os ydych chi'n chwilio am gymorth arbenigol mewn pecynnu bariau laser, rheoli thermol, neu ddewis cynnyrch, mae croeso i chi gysylltu â ni.'yma i ddarparu atebion wedi'u teilwra i gyd-fynd ag anghenion penodol eich cymhwysiad.
Amser postio: Gorff-02-2025