เลเซอร์ไดโอดบาร์: พลังหลักเบื้องหลังแอพพลิเคชั่นเลเซอร์กำลังสูง

เนื่องจากเทคโนโลยีเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แหล่งเลเซอร์จึงมีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ โดยแท่งเลเซอร์ไดโอดมีความโดดเด่นในเรื่องเอาต์พุตกำลังสูง โครงสร้างกะทัดรัด และการจัดการความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในสาขาต่างๆ เช่น การแปรรูปทางอุตสาหกรรม ความงามทางการแพทย์ แหล่งปั๊ม และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

1. เลเซอร์ไดโอดบาร์คืออะไร?

แถบไดโอดเลเซอร์ หรือที่เรียกอีกอย่างว่าอาร์เรย์เลเซอร์ไดโอด เป็นอุปกรณ์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงที่สร้างขึ้นโดยการผสานหน่วยปล่อยเลเซอร์หลายหน่วยเข้ากับซับสเตรตทั่วไปตัวเดียว โดยทั่วไป หน่วยปล่อยแต่ละหน่วยจะมีความกว้างประมาณ 100 ไมโครเมตร ในขณะที่ความกว้างทั้งหมดของแถบสามารถอยู่ระหว่างหลายมิลลิเมตรถึงเซนติเมตร เนื่องจากหน่วยเลเซอร์หลายหน่วยถูกจัดเรียงเคียงข้างกัน แถบไดโอดเลเซอร์จึงสามารถส่งพลังงานอย่างต่อเนื่องหรือเป็นพัลส์ได้ตั้งแต่สิบวัตต์ไปจนถึงมากกว่าหนึ่งกิโลวัตต์

2. คุณสมบัติหลัก

① ความหนาแน่นพลังงานสูง

แท่งไดโอดเลเซอร์รวมเอาตัวปล่อยหลายตัวไว้ในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดเพื่อส่งพลังงานสูงมาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก

② การจัดการความร้อนที่ยอดเยี่ยม

โครงสร้างแท่งมีความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ต่างๆ เช่น AuSn (ทองคำ-ดีบุก) อินเดียมทั้งหมด และบรรจุภัณฑ์แบบไฮบริด ซึ่งช่วยเพิ่มการกระจายความร้อน ยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์ และรับรองการทำงานที่เสถียรในระยะยาว

③ ความยาวคลื่นที่ปรับแต่งได้

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน แถบไดโอดเลเซอร์สามารถออกแบบให้ใช้งานได้ในความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน เช่น 808 นาโนเมตร 915 นาโนเมตร 940 นาโนเมตร และ 976 นาโนเมตร นอกจากนี้ ยังสามารถปรับแต่งความยาวคลื่นพิเศษได้เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของวัสดุและระบบต่างๆ

④ การสร้างรูปร่างลำแสงแบบยืดหยุ่น

แม้ว่าคุณภาพลำแสงของแท่งไดโอดเลเซอร์จะต่ำกว่าเลเซอร์โหมดเดียวโดยทั่วไป แต่ส่วนประกอบออปติก เช่น ชุดเลนส์ การเชื่อมต่อไฟเบอร์ และระบบไมโครเลนส์ สามารถใช้เพื่อกำหนดลำแสงให้เป็นลำแสงขนานหรือโฟกัสได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มการบูรณาการและความยืดหยุ่นในการใช้งานระบบ

3. ฟิลด์แอปพลิเคชัน

① การผลิตภาคอุตสาหกรรม

แท่งไดโอดเลเซอร์ซึ่งใช้ในการเชื่อมพลาสติก การอบชุบโลหะ การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ และการทำเครื่องหมาย มอบอัตราส่วนต้นทุนประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในระบบที่ต้องการแหล่งกำเนิดเลเซอร์กำลังสูง

② การแพทย์และความงาม

ตัวอย่างเช่น ไดโอดเลเซอร์ 808 นาโนเมตรถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์กำจัดขนด้วยเลเซอร์ ไดโอดเลเซอร์เหล่านี้มีกำลังสูงและความลึกในการเจาะที่ปานกลาง ทำลายรูขุมขนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อโดยรอบ

③ แหล่งปั๊มสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์

ในระบบเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง แท่งไดโอดเลเซอร์มักใช้เป็นแหล่งปั๊มเพื่อกระตุ้นไฟเบอร์ที่ถูกเจือด้วย Yb หรือ Er ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างระบบเลเซอร์กำลังสูง

④ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการป้องกันประเทศ

แถบไดโอดเลเซอร์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การทดลองฟิสิกส์พลังงานสูง LiDAR และการสื่อสารด้วยเลเซอร์ เนื่องจากมีเอาต์พุตที่เสถียรและคุณสมบัติที่ปรับแต่งได้

เนื่องจากความต้องการด้านประสิทธิภาพสำหรับระบบเลเซอร์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แถบไดโอดเลเซอร์จึงพัฒนาไปสู่พลังงานที่สูงขึ้น ความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น ปัจจัยรูปแบบที่เล็กลง และต้นทุนที่ต่ำลง แถบไดโอดเลเซอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบการใช้งานเลเซอร์ และได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่เติบโตเต็มที่มากขึ้น คาดว่าแถบไดโอดเลเซอร์จะมีโอกาสทางการตลาดที่กว้างขึ้นและมีบทบาทเชิงกลยุทธ์มากขึ้นในอนาคต