Samtang nagpadayon sa pag-uswag ang mga aplikasyon sa high-power laser, ang mga laser diode bar nahimong kinahanglanon sa mga lugar sama sa laser pumping, pagproseso sa industriya, kagamitan medikal, ug panukiduki sa siyensya. Uban sa ilang maayo kaayong power density, modular scalability, ug taas nga electro-optical efficiency, kini nga mga aparato naa sa kinauyokan sa daghang modernong mga sistema sa laser. Apan taliwala sa daghang mga timailhan sa performance sa usa ka laser diode bar, usa ka parameter ang kanunay nga wala tagda apan hinungdanon kaayo: ang divergence angle. Gisusi niini nga artikulo ang mga kinaiya, pisikal nga gigikanan, ug mga implikasyon sa divergence angle sa laser diode bar—ug kung giunsa kini epektibo nga madumala sa optical design.
1. Unsa ang Divergence Angle?
Ang divergence angle naghulagway kon giunsa pagkaylap ang laser beam samtang kini mikaylap sa libre nga wanang. Kini nagpakita sa gilapdon sa pagpalapad sa beam gikan sa emission facet. Sa mga laser diode bar, ang divergence angle nagpakita og kusog nga asymmetry sa duha ka pangunang direksyon:
Paspas nga Ehe: Perpendikular sa nawong sa bar. Ang rehiyon sa emisyon hilabihan ka pig-ot (kasagaran 1–2 µm), nga mosangpot sa dagkong mga anggulo sa divergence, kasagaran 30°–45° o labaw pa.
Hinay nga Ehe: Parallel sa gitas-on sa bar. Ang rehiyon sa emisyon mas lapad (gatusan ka microns), nga moresulta sa mas gagmay nga mga anggulo sa divergence, kasagaran mga 5°–15°.
Kining asymmetric divergence usa ka dakong hagit sa disenyo alang sa system integration nga naglambigit sa laser diode bars.
2. Ang Pisikal nga Sinugdanan sa Divergence
Ang anggulo sa divergence panguna nga gitino sa istruktura sa waveguide ug sa gidak-on sa emission facet:
Sa paspas nga ehe, ang lugar sa emisyon gamay ra kaayo. Sumala sa teorya sa diffraction, ang gagmay nga mga aperture moresulta sa mas dako nga divergence.
Sa hinay nga ehe, ang beam molapad ubay sa gitas-on sa bar tabok sa daghang mga emitter, nga moresulta sa mas gamay nga anggulo sa divergence.
Tungod niini, ang mga laser diode bar sa kinaiyanhon nagpakita og taas nga divergence sa paspas nga axis ug ubos nga divergence sa hinay nga axis.
3. Giunsa Pag-apekto sa Divergence Angle ang Disenyo sa Sistema
① Taas nga Gasto sa Kolimasyon ug Pagporma sa Beam
Tungod sa taas nga asymmetry sa raw beam, kinahanglan gamiton ang FAC (Fast Axis Collimation) ug SAC (Slow Axis Collimation) optics. Kini nagdugang sa pagkakomplikado sa sistema ug nanginahanglan og taas nga instalasyon nga katukma ug thermal stability.
② Limitado nga Kaepektibo sa Fiber Coupling
Kon i-coupling ang mga laser bar ngadto sa multimode fibers, optical systems, o aspheric lenses, ang dako nga fast-axis divergence mahimong mosangpot sa beam “spillover,” nga mokunhod sa coupling efficiency. Ang divergence usa ka dakong tinubdan sa optical loss.
③ Kalidad sa Beam sa Module Stacking
Sa mga multi-bar stacked modules, ang dili maayo nga pagkontrol sa divergence mahimong hinungdan sa dili patas nga beam overlap o far-field distortion, nga makaapekto sa focusing precision ug thermal distribution.
4. Unsaon Pagkontrol ug Pag-optimize sa Divergence sa Laser Diode Bars
Bisan tuod ang divergence kasagaran gihubit sa istruktura sa device, daghang mga estratehiya sa lebel sa sistema ang magamit alang sa pag-optimize:
①Paggamit sa mga Lente sa FAC
Ang pagbutang og fast-axis collimation lens duol sa emitting facet mo-compress sa beam ug mokunhod sa divergence sa fast axis—kini importante sa kadaghanang disenyo.
②Mga Lente sa SAC para sa Dugang nga Pagporma
Bisan gamay ang slow-axis divergence, gikinahanglan gihapon ang pagporma sa mga array o line-light source aron makab-ot ang parehas nga output.
③Paghiusa sa Sinag ug Disenyo sa Pagporma sa Optika
Ang paggamit sa micro-lens arrays, cylindrical lenses, o structured optics makatabang sa pagporma sa daghang laser beams ngadto sa usa ka high-brightness ug uniporme nga output.
④Pag-optimize sa Waveguide sa Lebel sa Device
Ang pag-adjust sa gibag-on sa aktibong layer, disenyo sa waveguide, ug mga istruktura sa grating makapauswag pa sa fast-axis divergence gikan sa chip level.
5. Pagkontrol sa Pagkalahi sa mga Aplikasyon sa Tinuod nga Kalibutan
①Mga Tinubdan sa Bomba sa Laser
Sa mga high-power solid-state o fiber laser system, ang laser diode bars nagsilbing pump sources. Ang pagkontrol sa divergence—ilabi na sa fast axis—makapaayo sa coupling efficiency ug beam focusing.
②Mga Kagamitang Medikal
Para sa mga sistema sama sa laser therapy ug pagtangtang sa buhok, ang pagdumala sa divergence nagsiguro sa mas parehas nga paghatud sa enerhiya ug mas luwas ug mas epektibo nga pagtambal.
③Pagproseso sa Materyal nga Industriyal
Sa laser welding ug cutting, ang na-optimize nga divergence nakatampo sa mas taas nga power density, mas maayong focus, ug mas tukma ug episyente nga pagproseso.
6. Konklusyon
Ang divergence angle sa usa ka laser diode bar usa ka importante nga transisyon—gikan sa micro-scale chip physics ngadto sa macro-scale optical systems.
Kini nagsilbing usa ka timailhan sa kalidad sa beam ug usa ka utlanan sa disenyo alang sa integrasyon. Samtang ang mga panginahanglanon sa aplikasyon ug pagkakomplikado sa sistema nagpadayon sa pagsaka, ang pagsabot ug pagkontrol sa divergence nahimong usa ka kinauyokan nga katakus alang sa mga tiggama ug integrator sa laser—ilabi na alang sa pag-uswag padulong sa mas taas nga gahum, kahayag, ug kasaligan.
Oras sa pag-post: Hulyo 14, 2025