Thanh điốt laser: Nguồn năng lượng cốt lõi cho các ứng dụng laser công suất cao

Khi công nghệ laser tiếp tục phát triển, các loại nguồn laser ngày càng đa dạng. Trong số đó, thanh diode laser nổi bật với công suất đầu ra cao, cấu trúc nhỏ gọn và khả năng quản lý nhiệt tuyệt vời, trở thành một thành phần thiết yếu trong các lĩnh vực như xử lý công nghiệp, thẩm mỹ y tế, nguồn bơm và nghiên cứu khoa học.

1. Thanh điốt laser là gì?

Thanh điốt laser, còn được gọi là mảng điốt laser, là một thiết bị laser bán dẫn công suất cao được tạo thành bằng cách tích hợp nhiều đơn vị phát laser trên một chất nền chung duy nhất. Thông thường, mỗi đơn vị phát có chiều rộng khoảng 100 micromet, trong khi tổng chiều rộng của thanh có thể dao động từ vài milimét đến vài centimet. Do nhiều đơn vị laser được sắp xếp cạnh nhau, thanh điốt laser có thể cung cấp công suất liên tục hoặc xung từ hàng chục watt đến hơn một kilowatt.

2. Các tính năng chính

① Mật độ công suất cao

Các thanh diode laser tích hợp nhiều bộ phát trong một không gian nhỏ gọn để cung cấp công suất cực cao, lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu lượng năng lượng lớn.

② Quản lý nhiệt tuyệt vời

Cấu trúc dạng thanh tương thích với nhiều công nghệ đóng gói khác nhau, chẳng hạn như AuSn (vàng-thiếc), indium nguyên chất và đóng gói lai, giúp tăng cường khả năng tản nhiệt, kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.

③ Bước sóng có thể tùy chỉnh

Tùy thuộc vào ứng dụng, các thanh diode laser có thể được thiết kế cho các bước sóng hoạt động khác nhau, chẳng hạn như 808 nm, 915 nm, 940 nm và 976 nm. Việc tùy chỉnh bước sóng đặc biệt cũng có sẵn để đáp ứng các nhu cầu cụ thể của các vật liệu và hệ thống khác nhau.

④ Tạo hình dầm linh hoạt

Mặc dù chất lượng chùm tia của các thanh diode laser thường thấp hơn so với laser đơn mode, nhưng các thành phần quang học như mảng thấu kính, ghép nối sợi quang và hệ thống thấu kính siêu nhỏ có thể được sử dụng để chuẩn trực hoặc hội tụ chùm tia, tăng cường khả năng tích hợp và tính linh hoạt trong các ứng dụng hệ thống.

3. Lĩnh vực ứng dụng

① Sản xuất công nghiệp

Được sử dụng trong hàn nhựa, xử lý nhiệt kim loại, làm sạch bằng laser và khắc dấu, thanh diode laser mang lại tỷ lệ hiệu suất chi phí tuyệt vời trong các hệ thống yêu cầu nguồn laser công suất cao.

② Y tế và thẩm mỹ

Ví dụ, các thanh diode laser 808 nm được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị triệt lông bằng laser. Chúng cung cấp công suất cao và độ xuyên thấu vừa phải, phá hủy hiệu quả các nang lông mà không làm tổn thương các mô xung quanh.

③ Nguồn bơm cho laser sợi quang

Trong các hệ thống laser sợi quang công suất cao, các thanh diode laser thường được sử dụng làm nguồn bơm để kích thích các sợi quang pha tạp Yb hoặc Er, đóng vai trò không thể thiếu trong việc xây dựng các hệ thống laser công suất cao.

④ Nghiên cứu khoa học và quốc phòng

Các thanh diode laser cũng được sử dụng rộng rãi trong các công nghệ tiên tiến như thí nghiệm vật lý năng lượng cao, LiDAR và truyền thông laser, nhờ vào đầu ra ổn định và các đặc tính có thể tùy chỉnh của chúng.

Khi yêu cầu về hiệu năng của hệ thống laser ngày càng tăng, các thanh diode laser đang được phát triển theo hướng công suất cao hơn, độ tin cậy cao hơn, kích thước nhỏ gọn hơn và chi phí thấp hơn. Là một thành phần quan trọng trong các hệ thống ứng dụng laser, thanh diode laser đang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao. Với những tiến bộ công nghệ không ngừng và chuỗi ngành công nghiệp ngày càng hoàn thiện, thanh diode laser được kỳ vọng sẽ có triển vọng thị trường rộng lớn hơn và đóng vai trò chiến lược hơn trong tương lai.