เลเซอร์ไดโอดบาร์: พลังหลักเบื้องหลังแอปพลิเคชันเลเซอร์กำลังสูง

เทคโนโลยีเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์จึงมีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ เลเซอร์ไดโอดบาร์มีความโดดเด่นในด้านกำลังขับสูง โครงสร้างกะทัดรัด และการจัดการความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในสาขาต่างๆ เช่น การแปรรูปทางอุตสาหกรรม ความงามทางการแพทย์ แหล่งกำเนิดปั๊ม และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

1. Laser Diode Bar คืออะไร?

เลเซอร์ไดโอดแบบแท่ง หรือที่รู้จักกันในชื่อเลเซอร์ไดโอดอาร์เรย์ เป็นอุปกรณ์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงที่เกิดจากการผสานรวมหน่วยเปล่งแสงเลเซอร์หลายหน่วยเข้ากับแผ่นรองรับเดียวกัน โดยทั่วไป หน่วยเปล่งแสงแต่ละหน่วยจะมีความกว้างประมาณ 100 ไมโครเมตร ในขณะที่ความกว้างรวมของแท่งเลเซอร์อาจมีตั้งแต่หลายมิลลิเมตรไปจนถึงเซนติเมตร เนื่องจากเลเซอร์หลายหน่วยถูกจัดเรียงไว้เคียงข้างกัน แท่งเลเซอร์ไดโอดจึงสามารถส่งพลังงานอย่างต่อเนื่องหรือแบบพัลส์ได้ตั้งแต่หลายสิบวัตต์ไปจนถึงมากกว่าหนึ่งกิโลวัตต์

2. คุณสมบัติหลัก

① ความหนาแน่นพลังงานสูง

แท่งไดโอดเลเซอร์รวมตัวปล่อยหลายตัวไว้ในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดเพื่อส่งพลังงานที่สูงมาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก

② การจัดการความร้อนที่ยอดเยี่ยม

โครงสร้างแท่งสามารถใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ต่างๆ เช่น AuSn (ดีบุกทอง) อินเดียมทั้งหมด และบรรจุภัณฑ์แบบไฮบริด ซึ่งช่วยเพิ่มการกระจายความร้อน ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และรับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาว

③ ความยาวคลื่นที่ปรับแต่งได้

เลเซอร์ไดโอดบาร์สามารถออกแบบให้ใช้งานได้กับความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับการใช้งาน เช่น 808 นาโนเมตร 915 นาโนเมตร 940 นาโนเมตร และ 976 นาโนเมตร นอกจากนี้ยังมีการปรับแต่งความยาวคลื่นพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของวัสดุและระบบต่างๆ อีกด้วย

④ การสร้างรูปร่างคานแบบยืดหยุ่น

แม้ว่าคุณภาพลำแสงของแท่งไดโอดเลเซอร์จะต่ำกว่าเลเซอร์โหมดเดียวโดยทั่วไป แต่ก็สามารถใช้ส่วนประกอบออปติก เช่น ชุดเลนส์ การเชื่อมต่อไฟเบอร์ และระบบไมโครเลนส์ เพื่อกำหนดลำแสงให้เป็นลำแสงขนานหรือโฟกัสลำแสงได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มการบูรณาการและความยืดหยุ่นในการใช้งานระบบ

3. ฟิลด์แอปพลิเคชัน

① การผลิตภาคอุตสาหกรรม

แท่งไดโอดเลเซอร์ซึ่งใช้ในการเชื่อมพลาสติก การอบชุบโลหะ การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ และการทำเครื่องหมาย มอบอัตราส่วนต้นทุนประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในระบบที่ต้องใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์กำลังสูง

② การแพทย์และความงาม

ยกตัวอย่างเช่น แท่งไดโอดเลเซอร์ขนาด 808 นาโนเมตรถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์กำจัดขนด้วยเลเซอร์ แท่งไดโอดเหล่านี้ให้พลังงานสูงและความลึกในการทะลุทะลวงปานกลาง ทำลายรูขุมขนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อโดยรอบ

③ แหล่งปั๊มสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์

ในระบบเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง มักใช้แท่งไดโอดเลเซอร์เป็นแหล่งปั๊มเพื่อกระตุ้นไฟเบอร์ที่เจือ Yb หรือ Er ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างระบบเลเซอร์กำลังสูง

④ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการป้องกันประเทศ

แท่งไดโอดเลเซอร์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การทดลองฟิสิกส์พลังงานสูง LiDAR และการสื่อสารด้วยเลเซอร์ เนื่องจากมีเอาต์พุตที่เสถียรและคุณสมบัติที่ปรับแต่งได้

เนื่องจากความต้องการด้านประสิทธิภาพสำหรับระบบเลเซอร์ยังคงเพิ่มสูงขึ้น เลเซอร์ไดโอดจึงกำลังพัฒนาไปสู่กำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น ความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น รูปทรงที่เล็กลง และต้นทุนที่ต่ำลง เลเซอร์ไดโอดเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบเลเซอร์ จึงได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในแวดวงเทคโนโลยีขั้นสูง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่เติบโตอย่างแข็งแกร่ง คาดว่าเลเซอร์ไดโอดจะมีโอกาสทางการตลาดที่กว้างขึ้นและมีบทบาทเชิงกลยุทธ์มากขึ้นในอนาคต