Hekk kif l-applikazzjonijiet tal-lejżer ta' qawwa għolja jkomplu jespandu, il-vireg tad-dijodi tal-lejżer saru indispensabbli f'oqsma bħall-ippumpjar bil-lejżer, l-ipproċessar industrijali, it-tagħmir mediku, u r-riċerka xjentifika. Bid-densità tal-qawwa eċċellenti tagħhom, l-iskalabbiltà modulari, u l-effiċjenza elettro-ottika għolja, dawn l-apparati huma fil-qalba ta' ħafna sistemi moderni tal-lejżer. Madankollu fost il-ħafna indikaturi tal-prestazzjoni ta' vireg tad-dijodi tal-lejżer, parametru wieħed ħafna drabi jiġi injorat iżda huwa ta' importanza kritika: l-angolu tad-diverġenza. Dan l-artikolu jesplora l-karatteristiċi, l-oriġini fiżiċi, u l-implikazzjonijiet tal-angolu tad-diverġenza fil-vireg tad-dijodi tal-lejżer—u kif id-disinn ottiku jista' jimmaniġġjah b'mod effettiv.
1. X'inhu Angolu ta' Diverġenza?
L-angolu tad-diverġenza jiddeskrivi kif raġġ tal-lejżer jinfirex hekk kif jippropaga fi spazju vojt. Jindika sa liema punt ir-raġġ jespandi mill-faċċata tal-emissjoni. Fil-vireg tad-dijodi tal-lejżer, l-angolu tad-diverġenza juri assimetrija qawwija f'żewġ direzzjonijiet prinċipali:
Assi Mgħaġġel: Perpendikolari għall-wiċċ tal-bar. Ir-reġjun tal-emissjoni huwa estremament dejjaq (tipikament 1–2 µm), u dan iwassal għal angoli ta' diverġenza kbar, ħafna drabi 30°–45° jew aktar.
Assi Bil-Mod: Parallel mat-tul tal-virga. Ir-reġjun tal-emissjoni huwa ħafna usa' (mijiet ta' mikroni), li jirriżulta f'angoli ta' diverġenza iżgħar, tipikament madwar 5°–15°.
Din id-diverġenza asimmetrika hija sfida ewlenija fid-disinn għall-integrazzjoni tas-sistema li tinvolvi vireg tad-dijodi tal-lejżer.
2. L-Oriġini Fiżika tad-Diverġenza
L-angolu tad-diverġenza huwa primarjament determinat mill-istruttura tal-gwida tal-mewġ u d-daqs tal-faċċata tal-emissjoni:
Fl-assi veloċi, iż-żona tal-emissjoni hija estremament żgħira. Skont it-teorija tad-diffrazzjoni, aperturi iżgħar jirriżultaw f'diverġenza akbar.
Fl-assi bil-mod, ir-raġġ jespandi tul it-tul tal-bar fuq diversi emittenti, u dan jirriżulta f'angolu ta' diverġenza iżgħar.
Bħala riżultat, il-vireg tad-dijodi tal-lejżer intrinsikament juru diverġenza għolja fl-assi veloċi u diverġenza baxxa fl-assi bil-mod.
3. Kif l-Angolu tad-Diverġenza Jaffettwa d-Disinn tas-Sistema
① Spiża Għolja tal-Kollimazzjoni u l-Iffurmar tar-Raġġ
Minħabba l-assimetrija għolja tar-raġġ mhux maħdum, iridu jintużaw l-ottiki FAC (Fast Axis Collimation) u SAC (Slow Axis Collimation). Dan iżid il-kumplessità tas-sistema u jirrikjedi preċiżjoni għolja fl-installazzjoni u stabbiltà termali.
② Effiċjenza Limitata tal-Agganċjar tal-Fibra
Meta jiġu akkoppjati vireg tal-lejżer f'fibri multimodali, sistemi ottiċi, jew lentijiet asferiċi, id-diverġenza kbira tal-assi veloċi tista' twassal għal "tixrid" tar-raġġ, u b'hekk tnaqqas l-effiċjenza tal-akkoppjar. Id-diverġenza hija sors ewlieni ta' telf ottiku.
③ Kwalità tar-Raġġ fl-Istivar tal-Moduli
F'moduli f'munzelli b'ħafna vireg, diverġenza kkontrollata ħażin tista' tikkawża sovrappożizzjoni irregolari tar-raġġi jew distorsjoni fil-kamp 'il bogħod, li taffettwa l-preċiżjoni tal-iffukar u d-distribuzzjoni termali.
4. Kif Tikkontrolla u Tottimizza d-Diverġenza fil-Bars tad-Dijodi tal-Laser
Għalkemm id-diverġenza hija fil-parti l-kbira definita mill-istruttura tal-apparat, diversi strateġiji fil-livell tas-sistema jistgħu jintużaw għall-ottimizzazzjoni:
①Użu ta' Lentijiet FAC
It-tqegħid ta' lenti ta' kollimazzjoni b'assi mgħaġġel qrib il-faċċata li tarmi tikkompressa r-raġġ u tnaqqas id-diverġenza fl-assi mgħaġġel—dan huwa essenzjali fil-biċċa l-kbira tad-disinji.
②Lentijiet SAC għal Iffurmar Addizzjonali
Għalkemm id-diverġenza tal-assi bil-mod hija iżgħar, l-iffurmar xorta huwa meħtieġ f'matriċi jew sorsi ta' dawl lineari biex jinkiseb output uniformi.
③Disinn ta' Taħlita ta' Raġġi u Formazzjoni Ottika
L-użu ta' matriċi ta' mikro-lentijiet, lentijiet ċilindriċi, jew ottiki strutturati jista' jgħin biex jifforma raġġi multipli tal-lejżer f'output uniformi u ta' luminożità għolja.
④Ottimizzazzjoni tal-Waveguide fil-Livell tal-Apparat
L-aġġustament tal-ħxuna tas-saff attiv, id-disinn tal-gwida tal-mewġ, u l-istrutturi tal-gradilja jistgħu jirfinaw aktar id-diverġenza tal-assi veloċi mil-livell taċ-ċippa.
5. Kontroll tad-Diverġenza f'Applikazzjonijiet tad-Dinja Reali
①Sorsi tal-Pompa tal-Laser
F'sistemi ta' lejżers solidi jew tal-fibra ta' qawwa għolja, il-vireg tad-dijodi tal-lejżer iservu bħala sorsi ta' pompa. Il-kontroll tad-diverġenza—speċjalment fl-assi veloċi—itejjeb l-effiċjenza tal-akkoppjar u l-iffukar tar-raġġ.
②Apparati Mediċi
Għal sistemi bħat-terapija bil-lejżer u t-tneħħija tax-xagħar, il-ġestjoni tad-diverġenza tiżgura kunsinna tal-enerġija aktar uniformi u trattament aktar sikur u effettiv.
③Ipproċessar ta' Materjali Industrijali
Fl-iwweldjar u t-tqattigħ bil-lejżer, id-diverġenza ottimizzata tikkontribwixxi għal densità ta' qawwa ogħla, fokus aħjar, u pproċessar aktar preċiż u effiċjenti.
6. Konklużjoni
L-angolu tad-diverġenza ta' bar tad-dijodu tal-lejżer huwa punt ta' transizzjoni kruċjali—mill-fiżika taċ-ċippa fuq skala mikro għal sistemi ottiċi fuq skala makro.
Dan iservi kemm bħala indikatur tal-kwalità tar-raġġ kif ukoll bħala konfini tad-disinn għall-integrazzjoni. Hekk kif id-domandi tal-applikazzjoni u l-kumplessità tas-sistema jkomplu jiżdiedu, il-fehim u l-kontroll tad-diverġenza jsiru kompetenza ewlenija għall-manifatturi u l-integraturi tal-lejżer bl-istess mod—speċjalment biex javvanzaw lejn qawwa, luminożità u affidabbiltà ogħla.
Ħin tal-posta: 14 ta' Lulju 2025