የሌዘር ዳዮድ አሞሌዎች ልዩነት አንግል፡ ከብሮድ ጨረሮች ወደ ከፍተኛ ብቃት ትግበራዎች

ከፍተኛ ኃይል ያለው የሌዘር አፕሊኬሽኖች እየተስፋፉ ሲሄዱ የሌዘር ዳዮድ አሞሌዎች እንደ ሌዘር ፓምፒንግ፣ ኢንዱስትሪያል ፕሮሰሲንግ፣ የህክምና መሳሪያዎች እና ሳይንሳዊ ምርምር በመሳሰሉት አካባቢዎች አስፈላጊ ሆነዋል። እጅግ በጣም ጥሩ በሆነው የሃይል እፍጋታቸው፣ ሞጁል ልኬታቸው እና ከፍተኛ የኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ብቃታቸው እነዚህ መሳሪያዎች የበርካታ ዘመናዊ ሌዘር ሲስተሞች እምብርት ናቸው። ሆኖም ከብዙዎቹ የሌዘር ዳዮድ ባር አፈጻጸም አመልካቾች መካከል አንድ ግቤት ብዙውን ጊዜ ችላ ይባላል ነገር ግን በጣም አስፈላጊ ነው፡ የልዩነት አንግል። ይህ መጣጥፍ በሌዘር ዲዮድ ባር ውስጥ ያለውን የመለያየት አንግል ባህሪያትን፣ አካላዊ አመጣጥ እና አንድምታዎችን እና የኦፕቲካል ዲዛይን እንዴት በብቃት ማስተዳደር እንደሚችል ይዳስሳል።

1. የመለያየት አንግል ምንድን ነው?

የልዩነት አንግል የሌዘር ጨረር በነፃ ቦታ ላይ ሲሰራጭ እንዴት እንደሚሰራጭ ይገልጻል። ጨረሩ ከሚለቀቀው ገጽታ ምን ያህል እንደሚሰፋ ያሳያል. በሌዘር ዳዮድ አሞሌዎች ውስጥ፣ የመለያየት አንግል በሁለት ዋና አቅጣጫዎች ጠንካራ asymmetry ያሳያል፡

ፈጣን ዘንግ፡ ወደ አሞሌው ገጽ ቀጥ ያለ። የልቀት ክልሉ እጅግ በጣም ጠባብ ነው (በተለምዶ 1-2µm)፣ ወደ ትልቅ ልዩነት ማዕዘኖች ያመራል፣ ብዙ ጊዜ 30°–45° ወይም ከዚያ በላይ።

ዘገምተኛ ዘንግ፡ ከባሩ ርዝመት ጋር ትይዩ። የልቀት ክልሉ በጣም ሰፊ ነው (በመቶዎች የሚቆጠሩ ማይክሮኖች)፣ በዚህም ምክንያት ትናንሽ የመለያየት ማዕዘኖች፣ በተለይም ከ5°-15° አካባቢ።

ይህ ያልተመጣጠነ ልዩነት የሌዘር ዳዮድ አሞሌዎችን ለሚያካትት የስርዓት ውህደት ዋና የንድፍ ፈተና ነው።

2. የልዩነት አካላዊ አመጣጥ

የልዩነቱ አንግል በዋነኝነት የሚወሰነው በሞገድ መመሪያው መዋቅር እና በሚለቀቀው የፊት ገጽታ መጠን ነው።

በፈጣን ዘንግ ውስጥ, የሚለቀቀው ቦታ በጣም ትንሽ ነው. እንደ ዲፍራክሽን ቲዎሪ፣ ትናንሽ ክፍተቶች ትልቅ ልዩነትን ያስከትላሉ።

በዝግታ ዘንግ ውስጥ፣ ጨረሩ በባሩሩ ርዝመት ላይ በበርካታ አስመጪዎች ላይ ይሰፋል፣ በዚህም ምክንያት ትንሽ የመለያየት አንግል ያስከትላል።

በዚህ ምክንያት የሌዘር ዳዮድ አሞሌዎች በተፈጥሯቸው በፈጣን ዘንግ ላይ ከፍተኛ ልዩነት እና በዝግታ ዘንግ ላይ ዝቅተኛ ልዩነት ያሳያሉ።

3. የልዩነት አንግል የስርዓት ዲዛይን እንዴት እንደሚነካ

① የግጭት እና የጨረር መቅረጽ ከፍተኛ ወጪ

የጥሬው ጨረር ከፍተኛ አለመመጣጠን ምክንያት ኤፍኤሲ (ፈጣን Axis Collimation) እና SAC (Slow Axis Collimation) ኦፕቲክስ ጥቅም ላይ መዋል አለበት። ይህ የስርዓት ውስብስብነትን ይጨምራል እና ከፍተኛ የመጫኛ ትክክለኛነት እና የሙቀት መረጋጋትን ይጠይቃል።

② የተገደበ የፋይበር ትስስር ውጤታማነት

የሌዘር አሞሌዎችን ወደ መልቲሞድ ፋይበር፣ ኦፕቲካል ሲስተሞች ወይም አስፌሪክ ሌንሶች ሲጣመሩ ትልቁ የፈጣን ዘንግ ልዩነት ወደ ጨረር “መፍሰስ” ሊያመራ ይችላል፣ የማጣመጃውን ውጤታማነት ይቀንሳል። ልዩነት ዋነኛው የኦፕቲካል ኪሳራ ምንጭ ነው።

③ በሞዱል ቁልል ውስጥ የጨረር ጥራት

ባለብዙ ባር በተደረደሩ ሞጁሎች ውስጥ፣ በደንብ ቁጥጥር ያልተደረገበት ልዩነት ያልተስተካከለ የጨረር መደራረብ ወይም የሩቅ መስክ መዛባትን ያስከትላል፣ ይህም የትኩረት ትክክለኛነት እና የሙቀት ስርጭትን ይጎዳል።

4. በ Laser Diode Bars ውስጥ ልዩነትን እንዴት መቆጣጠር እና ማሻሻል እንደሚቻል

ምንም እንኳን ልዩነት በአብዛኛው በመሣሪያው መዋቅር ቢገለጽም፣ ለማመቻቸት በርካታ የሥርዓት ደረጃ ስልቶችን መጠቀም ይቻላል፡-

①የኤፍኤሲ ሌንሶች አጠቃቀም

የፈጣን ዘንግ የግጭት ሌንስን ወደ ሚወጣው የፊት ገጽታ ላይ ማስቀመጥ ጨረሩን ይጭመቃል እና በፈጣኑ ዘንግ ላይ ያለውን ልዩነት ይቀንሳል - ይህ በአብዛኛዎቹ ዲዛይኖች ውስጥ አስፈላጊ ነው።

②SAC ሌንሶች ለተጨማሪ ቅርጽ

የዝግታ ዘንግ ልዩነት ትንሽ ቢሆንም፣ ወጥ የሆነ ውጤት ለማግኘት አሁንም በድርድር ወይም በመስመር ብርሃን ምንጮች መቅረጽ ያስፈልጋል።

③የጨረር ማጣመር እና የኦፕቲካል ቅርጽ ንድፍ

የማይክሮ-ሌንስ ድርድሮችን፣ ሲሊንደሪካል ሌንሶችን ወይም የተዋቀሩ ኦፕቲክስን በመጠቀም ብዙ የሌዘር ጨረሮችን ወደ ከፍተኛ ብሩህነት፣ ወጥ የሆነ ውጤት ለመቅረጽ ያግዛል።

④የመሣሪያ-ደረጃ Waveguide ማመቻቸት

የነቃውን የንብርብር ውፍረት፣ የማዕበል ንድፍ እና የግራቲንግ አወቃቀሮችን ማስተካከል የፈጣን ዘንግ ልዩነትን ከቺፕ ደረጃ የበለጠ ሊያጣራ ይችላል።

5. በእውነተኛ ዓለም አፕሊኬሽኖች ውስጥ የልዩነት ቁጥጥር

①የሌዘር ፓምፕ ምንጮች

ከፍተኛ ኃይል ባለው ጠንካራ-ግዛት ወይም ፋይበር ሌዘር ሲስተም ውስጥ የሌዘር ዳዮድ አሞሌዎች እንደ ፓምፕ ምንጭ ሆነው ያገለግላሉ። ልዩነትን መቆጣጠር -በተለይ በፈጣን ዘንግ ውስጥ - የማጣመር ቅልጥፍናን እና የጨረር ትኩረትን ያሻሽላል።

②የሕክምና መሳሪያዎች

እንደ ሌዘር ቴራፒ እና የፀጉር ማስወገጃ ላሉ ሥርዓቶች፣ ልዩነትን መቆጣጠር የበለጠ ወጥ የሆነ የኃይል አቅርቦት እና ደህንነቱ የተጠበቀ፣ የበለጠ ውጤታማ ህክምናን ያረጋግጣል።

③የኢንዱስትሪ ቁሳቁስ ማቀነባበሪያ

በሌዘር ብየዳ እና መቁረጥ ውስጥ ፣የተመቻቸ ልዩነት ለከፍተኛ የኃይል ጥግግት ፣ ለተሻለ ትኩረት እና የበለጠ ትክክለኛ ፣ ቀልጣፋ ሂደት አስተዋፅኦ ያደርጋል።

6. መደምደሚያ

የሌዘር ዳዮድ አሞሌ ልዩነት አንግል ወሳኝ የሽግግር ነጥብ ነው-ከማይክሮ-ሚዛን ቺፕ ፊዚክስ ወደ ማክሮ-ሚዛን ኦፕቲካል ሲስተሞች።
እንደ ሁለቱም የጨረር ጥራት አመልካች እና ለመዋሃድ የንድፍ ወሰን ሆኖ ያገለግላል. የመተግበሪያ ፍላጎቶች እና የሥርዓት ውስብስብነት እየጨመረ ሲሄድ፣ ልዩነትን መረዳት እና መቆጣጠር ለሌዘር አምራቾች እና ውህደቶች በተመሳሳይ-በተለይ ወደ ከፍተኛ ኃይል፣ ብሩህነት እና አስተማማኝነት ለማደግ ዋና ብቃት ይሆናል።