ערימות לייזר דיודות מרובות גל-גל: עקרונות, אסטרטגיות שילוב ויישומים

ערימות לייזר דיודההפכו למרכזי ביישומים בעלי עוצמה גבוהה, ובכל זאת מערכות באורך גל יחיד מתמודדות עם מגבלות מובנות כמו רוחב פס ספקטרלי צר ותרחישי יישום מוגבלים .

ערימות לייזר דיודות מרובות-גל ערימות מתמודדות עם אתגרים אלה על ידי הפעלת התרחבות ספקטרלית וקנה מידה כוח, קריטי לשימושים מתקדמים כמו שאיבת לייזר במצב מוצק, טיפולים רפואיים וחישה ספקטרוסקופית .

עקרונות בסיסיים של ערימות לייזר דיודה

1. ערימות לייזר של דיודה אורך גל יחיד

• ערימות לייזר של דיודה אורך גל יחיד בנויות בדרך כלל בתצורות מערך אנכיות או מערך אופקי כדי להשיג פלט עוצמה גבוהה .
• ערימה אנכית: סורגי לייזר מרובים מיושרים ומקשרים במדויק עם מקררים מיקרו-ערוציים לפיזור חום יעיל, ומאפשרים קנה מידה ברמת קילוואט .
• מערך אופקי: לייזרים מסודרים זה לצד זה, לעתים קרובות בשילוב עם אופטיקה עיצוב קורות (E . g ., עדשות התנגשות ציר מהיר) כדי לשפר את הבהירות {}}}
• עקרון קנה מידה של כוח: על ידי הגדלת מספר הפולטים (סורגים) ומיטב ניהול תרמי, סולמות כוח פלט באופן ליניארי תוך שמירה על איכות קרן .

2. בסיס פיזי של לייזרים מרובי גל

• פליטה באורך גל רב-גלגל בלייזרי דיודה מסתמכת על הנדסת פס ומנגנוני פליטה ניתנים לכוונון:
• Semiconductor Bandgap Engineering: By using different quantum well materials (e.g., GaAs for ~800–1000 nm, InP for ~1300–1600 nm), multiple wavelengths can be generated within a single stack, 755nm 808nm 940nm 1064nm.
• מנגנוני כוונון באורך גל:
• כוונון תלוי זרם: התאמת זרם הזרקה משמרת אורך גל פליטה בגלל השפעות צפיפות המנשא .
• כוונון תלוי טמפרטורה: חימום/קירור האזור הפעיל משנה את GANGAP, ומאפשר התאמות אורך גל עדין .

בערימת לייזר דיודה מרובת גל, השילוב של 755 ננומטר, 808nm, 940nm, 1064nm וללהקות אחרות ניתן לתכנן בגמישות על פי דרישות היישום (כגון רפואה, שאיבה, עיבוד תעשייתי) {}}}

שילובי ערימות לייזר של דיודה מרובת גל:

1. פתרונות שילוב אורך גל רב-גל נפוצים

(1) שילוב אורך גל כפול
755nm + 808 nm

יישום: יופי רפואי (הסרת שיער, טיפול בכלי הדם)

יחס כוח:

755nm (1-3 סרגל, 50-150 w) + 808 nm (2-4 סרגל, 100-300 w)

מאפיינים: 755 ננומטר יעדים מלנין, חימום עמוק 808nm, ומשפר באופן סינרגטי את האפקט הטיפולי .

940nm + 1064 nm

יישום: שאיבת לייזר (ND: YAG), חיתוך תעשייתי

יחס כוח:

940nm (3-6 סרגל, 300-600 w) + 1064 nm (2-4 סרגל, 200-400 w)

תכונות: שאיבה ישירה של 940 ננומטר, תוסף אנרגיה של 1064 ננומטר, שיפור יעילות ההמרה .

(2) שילוב של שלוש גל
755nm + 808 nm + 1064 nm

יישום: טיפול רפואי רב -מודאלי (הסרת שיער + ליפוליזה + קרישה)

יחס כוח:

755nm (1-2 סרגל, 50-100 w) + 808 nm (2-3 סרגל, 100-200 w) {}} w)

מאפיינים: מכסה את הרקמות השטחיות לרקמות העמוקות, השגת טיפול בשכבות .

808nm + 940 nm + 1064 nm

יישום: שאיבת עוצמה גבוהה (לייזר סיבים)

יחס כוח:

808nm (4-6 סרגל, 400-600 w) + 940 nm (4-6 סרגל, 400-600 w) {}}} nm ({{7} סרגל, {{8} w)

תכונות: שאיבה רחבה-ספקטרום, התאמת מגוון של מדיה רווחים (כגון YB, ND) .

(3) שילוב ארבע גל-פס מלא אורך גל
755nm + 808 nm + 940 nm + 1064 nm

יישום: מחקר מדעי, צבאי (אנרגיה מכוונת), עיבוד רב-ספקטרלי

יחס כוח:

755nm (1-2 סרגל, 50-100 w) + 808 נ.מ. סרגל, 200-300 w)

תכונות: כיסוי פס מלא, גמישות גבוהה, אך ניהול תרמי מורכב .

2. ספירת סרגל לעומת . פלט כוח

3. שיקולי עיצוב מפתח

• אופטימיזציה של מרווח אורך גל:
• הימנע מחפיפה ספקטרלית (e . g ., 808nm ו- 940nm קל יותר לשלב בגלל מרווח מספיק) .
• ניהול תרמי:
• ערימות אורך גל רב דורשות קירור עצמאי (E . g ., קירור מיקרו-ערוצי + TEC) .
• איכות קרן:
• התנגשות בציר מהיר (עדשות FAC) + עיצוב ציר איטי להפחתת גורם מ"ר .
• תצורה מונעת יישום:
• רְפוּאִי: התמקדו ב- 755nm/808nm עם כוח בינוני (<300W).
• תַעֲשִׂיָתִי: Prioritize 940nm/1064nm with power >500W.

יישומים של ערימות לייזר דיודה מרובות גל

1. יישומים רפואיים ואסתטיים

א) מערכות הסרת שיער

שילוב אורך גל: 755nm (2 סורגים) + 808 nm (3 סורגים) + 940 nm (2 סורגים)

פלט כוח: 350-450 w

מַנגָנוֹן:

755nm: מכוון למלנין בזקיקי שיער לטיפול שטחי

808nm: חודר לעומק יותר להשמדת תאי גזע זקיקים

940 ננומטר: מספק חימום אחיד של רקמות מסביב להפחתת כאב

יתרונות:

מאפשר טיפול בכל סוגי העור (Fitzpatrick I-VI)

30% זמני טיפול מהירים יותר בהשוואה למערכות באורך גל יחיד

תופעות לוואי מופחתות (אריתמה, שלפוחית) ב- 40%

ב) טיפול בנגע בכלי הדם

תצורה: 532nm (סרגל 1) + 755 nm (Bar 1) + 1064 nm (2 סורגים)

הגדרות כוח:

532nm @ 10-20 w (כלי שטח)

755nm @ 30-50 w (עומק ביניים)

1064nm @ 40-80 w (כלי שיט עמוקים)

יתרונות קליניים:

טיפול בו זמנית בעורקי עכביש (0.1-1 מ"מ) וורידים דליות עמוקות יותר (3-8 מ"מ)

קירור דינאמי מונע נזק לאפידרמיס

שיעור ניקוי של 92% לאחר הפעלות 2-3

2. עיבוד חומרים תעשייתיים

א) מערכת ריתוך רב-מתכתית

עיצוב ערימה:

808nm (6 סורגים @ 100W כל אחד) לספיגת נחושת

940 ננומטר (8 ברים @ 120 וואט כל אחד) לפלדה/אלומיניום

1064nm (4 סורגים @ 150W כל אחד) לחדירה עמוקה

מדדי ביצועים:

מהירות ריתוך: 8-12 m/min עבור 1 מ"מ נירוסטה

יחס עומק לרוחב: 3: 1 למפרקי נחושת

הפחתת נקבוביות: 60% בהשוואה למערכות אורך גל יחיד

ב) חיתוך מדויק של מרוכבים

מטריצת אורך גל:

355 ננומטר (2 סורגים) לחיתוך נקי של מטריקס פולימרים

1064 ננומטר (4 ברים) לניתוק סיבי פחמן

חיתוך פרמטרים:

רוחב kerf: 50-100 מיקרומטר

HAZ (אזור מושפע בחום):<20μm

תפוקה: 5 × מהיר יותר מחיתוך מכני

3. בקשות מדעיות והגנה

א) מערכות לידר לחישה אטמוספרית

תצורה ספקטרלית:

755 ננומטר (גילוי אדי מים)

850 ננומטר (פרופיל תרסיס)

1064nm (ניתוח חלקיקי ענן)

מאפייני דופק:

שיעור חזרה של 10kHz

רוחב הדופק 5NS

אנרגיה 1MJ/Pulse

טווח גילוי:

מדידות טרופוספריות עד 15 ק"מ

רזולוציה אנכית של 10 ס"מ

ב) מערכות אנרגיה מכוונות

עיצוב לייזר טקטי:

808 ננומטר (12 ברים) לרכישת יעד ראשונית

940 ננומטר (16 ברים) להיחלשות תרמית

1064 ננומטר (8 סורגים) לפשרה מבנית

פרמטרי מעורבות:

איכות קרן: מ"ר <1.5

צפיפות כוח: 5 קילוואט/ס"מ ² במהירות 1 ק"מ

זמן שוכן:<3s for 5mm steel penetration

4. יישומים פוטוניים מתעוררים

א) ממשקי מחשוב קוונטיים

בקרת אורך גל מדויק:

755.214nm ± 0.001 ננומטר (מניפולציה של אטום RB)

1064.531nm ± 0.002 ננומטר (כתובת יון YB)

דרישות יציבות:

<1MHz linewidth

תנודות כוח של 0.01%

10^-6 סחף אורך גל/שעה

ב) הדמיה ביו -רפואית

מערכת אוקטובר רב -ספקטרלית:

755nm (הדמיית שכבת אפידרמיס)

850 ננומטר (הדמיית רשת נימית)

940 ננומטר (מיפוי רקמות תת עוריות)

ביצועי הדמיה:

רזולוציה צירית: 3 מיקרומטר

עומק החדירה: 2.5 מ"מ

שיעור סריקת A: 200kHz

Multi-wavelength diode laser stacks represent a significant leap forward in laser technology, enabling unprecedented versatility across medical, industrial, scientific, and defense applications. By strategically combining wavelengths such as 755nm, 808nm, 940nm, and 1064nm, these systems overcome the limitations of single-wavelength lasers, offering enhanced precision, efficiency, and יכולת ההסתגלות .

בטיפולים רפואיים ואסתטיים, ערימות באורך גל רב-גל מאפשרות טיפולים מותאמים-מהסרת שיער לטיפול בנגע בכלי הדם-על ידי מיקוד לעומקי רקמות שונות וכרומופורים בו זמנית {} 3}} יישומים תעשייתיים נהנים מעיבוד חומר מעולה, כולל ריתוך גבוה של מתטלים מדויקים וניתן לנקות נזק, תוך צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {atimatific {צמצום {צמצום {צמצום {צמצום {atimal {צמצום {atimal {atimal {atimal {atimal {atimal {atimal {atimal {atimal { מנוף גיוון ספקטרלי לחישת לידר מתקדמת ויישומים מכוונים אנרגיות גבוה

מידע ליצירת קשר:

אם יש לך רעיונות, אל תהסס לדבר איתנו . לא משנה היכן הלקוחות שלנו ומה הדרישות שלנו, אנו נעקוב אחר המטרה שלנו לספק ללקוחותינו באיכות גבוהה, מחירים נמוכים והשירות הטוב ביותר {}}}