สแต็คเลเซอร์ไดโอดหลายความยาวคลื่น: หลักการ, กลยุทธ์การรวมกันและแอปพลิเคชัน

สแต็คเลเซอร์ไดโอดได้กลายเป็นหัวใจสำคัญในแอพพลิเคชั่นพลังสูง แต่ระบบความยาวคลื่นเดียวต้องเผชิญกับข้อ จำกัด โดยธรรมชาติเช่นแบนด์วิดท์สเปกตรัมแคบและสถานการณ์แอปพลิเคชันที่ จำกัด .

สแต็กเลเซอร์ไดโอดหลายความยาวคลื่นจัดการกับความท้าทายเหล่านี้โดยการเปิดใช้งานการขยายตัวของสเปกตรัมและการปรับขนาดพลังงานซึ่งสำคัญสำหรับการใช้งานขั้นสูงเช่นการสูบน้ำเลเซอร์โซลิดสเตตการรักษาทางการแพทย์และการตรวจจับสเปกโทรสโกปี .}

หลักการพื้นฐานของสแต็คเลเซอร์ไดโอด

1. สแต็กเลเซอร์ไดโอดความยาวคลื่นเดี่ยว

• โดยทั่วไปแล้วสแต็กเลเซอร์ไดโอดความยาวคลื่นจะถูกสร้างขึ้นในสแต็กแนวตั้งหรือการกำหนดค่าอาร์เรย์แนวนอนเพื่อให้ได้เอาต์พุตพลังงานสูง .
• สแต็คแนวตั้ง: แท่งเลเซอร์หลายแทส
• อาร์เรย์แนวนอน: เลเซอร์ถูกจัดเรียงแบบเคียงข้างกันมักจะรวมกับเลนส์รูปร่างคาน (E . g ., เลนส์ collimation แกนเร็ว) เพื่อปรับปรุงความสว่าง .}
• หลักการปรับขนาดพลังงาน: โดยการเพิ่มจำนวนของตัวปล่อย (บาร์) และเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อนเครื่องปรับกำลังไฟสเกลเชิงเส้นตรงในขณะที่รักษาคุณภาพของลำแสง .

2. พื้นฐานทางกายภาพของเลเซอร์หลายความยาวคลื่น

• การปล่อยความยาวคลื่นในเลเซอร์ไดโอดอาศัยวิศวกรรม bandgap และกลไกการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ปรับได้:
• Semiconductor Bandgap Engineering: โดยการใช้วัสดุควอนตัมบ่อน้ำที่แตกต่างกัน (e . g ., GAAS สำหรับ ~ 800–1000 nm, inp สำหรับ ~ 1300–1600 nm), ความยาวคลื่นหลายครั้ง {10 {10 {10
• กลไกการปรับความยาวคลื่น:
• การปรับขึ้นขึ้นอยู่กับปัจจุบัน: การปรับความยาวคลื่นการปล่อยกระแสไฟฟ้าแบบกะเนื่องจากผลกระทบความหนาแน่นของพาหะ .
• การปรับแต่งอุณหภูมิขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: การทำความร้อน/การระบายความร้อนภูมิภาคที่ใช้งานจะเปลี่ยน bandgap ทำให้การปรับความยาวคลื่นที่ดี .}

ในสแต็คเลเซอร์ไดโอดความยาวคลื่นหลายครั้งการรวมกันของ 755Nm, 808nm, 940nm, 1064nm และแถบอื่น ๆ สามารถออกแบบได้อย่างยืดหยุ่นตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

ชุดเลเซอร์ไดโอดความยาวคลื่นหลายครั้งรวมกัน:

1. โซลูชันการรวมกันแบบหลายความยาวคลื่นทั่วไป

(1) การรวมกันของความยาวคลื่นคู่
755nm + 808 nm

การใช้งาน: ความงามทางการแพทย์ (การกำจัดขน, การรักษาหลอดเลือด)

อัตราส่วนพลังงาน:

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

คุณสมบัติ: 755nm เป้าหมาย Melanin, ความร้อนลึก 808nm, เสริมการเสริมฤทธิ์กันของผลการรักษา .

940nm + 1064 nm

แอปพลิเคชัน: การสูบด้วยเลเซอร์ (ND: YAG), การตัดอุตสาหกรรม

อัตราส่วนพลังงาน:

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

คุณสมบัติ: การสูบฉีดโดยตรง 940nm, การเสริมพลังงาน 1064nm, การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลง .

(2) การรวมกันสามความยาวคลื่น
755nm + 808 nm + 1064 nm

แอปพลิเคชัน: การรักษาทางการแพทย์หลายรูปแบบ (การกำจัดขน + lipolysis + การแข็งตัว)

อัตราส่วนพลังงาน:

755nm (1-2 bar, 50-100 w) + 808 nm (2-3} bar, 100-200 w) + 1064 nm (3-4 bar

คุณสมบัติ: ครอบคลุมเนื้อเยื่อผิวเผินถึงลึก, บรรลุการรักษาแบบเลเยอร์ .

808nm + 940 nm + 1064 nm

แอปพลิเคชัน: การสูบน้ำสูง (เลเซอร์ไฟเบอร์)

อัตราส่วนพลังงาน:

808nm (4-6 bar, 400-600 w) + 940 nm (4-6 bar, 400-600 w) + 1064 nm (2-3 bar, 200-300

คุณสมบัติ: การสูบน้ำแบบกว้าง-สเปกตรัม, การจับคู่สื่อ Gain ที่หลากหลาย (เช่น yb, nd) .

(3) การรวมวงดนตรีเต็มสี่ช่วงความยาวคลื่น
755nm + 808 nm + 940 nm + 1064 nm

แอปพลิเคชัน: การวิจัยทางวิทยาศาสตร์, ทหาร (พลังงานโดยตรง), การประมวลผลหลายสเปกตรัม

อัตราส่วนพลังงาน:

755nm (1-2 bar, 50-100 w) + 808 nm (2-3 bar, 100-200 w) + 940 nm ({3-4 200-400 bar, 200-300 w)

คุณสมบัติ: การครอบคลุมวงดนตรีเต็มความยืดหยุ่นสูง แต่การจัดการความร้อนที่ซับซ้อน .

2. จำนวนแท่งเทียบกับ . เอาต์พุตพลังงาน

3. ข้อควรพิจารณาการออกแบบคีย์

• การเพิ่มประสิทธิภาพระยะห่างของความยาวคลื่น:
• หลีกเลี่ยงการซ้อนทับสเปกตรัม (e . g ., 808nm และ 940nm นั้นง่ายกว่าที่จะรวมกันเนื่องจากระยะห่างที่เพียงพอ) .
• การจัดการความร้อน:
• สแต็กความยาวหลายความยาวคลื่นต้องการการระบายความร้อนอิสระ (e . g ., การระบายความร้อน microchannel + tec) .
• คุณภาพของลำแสง:
• การ collimation แกนเร็ว (เลนส์ FAC) + การสร้างแกนช้าเพื่อลดM² factor .
• การกำหนดค่าที่ขับเคลื่อนด้วยแอปพลิเคชัน:
• ทางการแพทย์: มุ่งเน้นไปที่ 755nm/808nm ด้วยพลังงานปานกลาง (<300W).
• ทางอุตสาหกรรม: Prioritize 940nm/1064nm with power >500W.

แอปพลิเคชันของสแต็คเลเซอร์ไดโอดความยาวคลื่น

1. แอปพลิเคชันทางการแพทย์และสุนทรียศาสตร์

a) ระบบกำจัดขน

การรวมกันของความยาวคลื่น: 755nm (2 บาร์) + 808 nm (3 บาร์) + 940 nm (2 บาร์)

กำลังไฟ: 350-450 w

กลไก:

755Nm: เป้าหมายเมลานินในรูขุมขนสำหรับการรักษาผิวเผิน

808NM: แทรกซึมลึกลงไปเพื่อทำลายเซลล์ต้นกำเนิดรูขุมขน

940Nm: ให้ความร้อนสม่ำเสมอของเนื้อเยื่อโดยรอบเพื่อลดอาการปวด

ข้อดี:

เปิดใช้งานการรักษาทุกสภาพผิว (Fitzpatrick I-VI)

เวลาในการรักษาที่เร็วขึ้น 30% เมื่อเทียบกับระบบความยาวคลื่นเดี่ยว

ผลข้างเคียงที่ลดลง (erythema, พอง) 40%

b) การรักษาแผลในหลอดเลือด

การกำหนดค่า: 532nm (1 บาร์) + 755 nm (1 บาร์) + 1064 nm (2 บาร์)

การตั้งค่าพลังงาน:

532nm @ 10-20 w (เรือผิวเผิน)

755nm @ 30-50 w (ความลึกระดับกลาง)

1064nm @ 40-80 w (เรือลึก)

ประโยชน์ทางคลินิก:

การรักษาหลอดเลือดดำแมงมุมพร้อมกัน (0.1-1 mm) และเส้นเลือดขอดลึก (3-8 mm)

การระบายความร้อนแบบไดนามิกช่วยป้องกันความเสียหายของผิวหนัง

อัตราการกวาดล้าง 92% หลังจาก 2-3 เซสชัน

2. การประมวลผลวัสดุอุตสาหกรรม

a) ระบบเชื่อมหลายโลหะ

การออกแบบสแต็ก:

808Nm (6 บาร์ @ 100W แต่ละ) สำหรับการดูดซับทองแดง

940Nm (8 บาร์ @ 120W แต่ละอัน) สำหรับเหล็ก/อลูมิเนียม

1064nm (4 บาร์ @ 150W แต่ละ) สำหรับการเจาะลึก

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ:

ความเร็วในการเชื่อม: 8-12 m/นาทีสำหรับสแตนเลส 1 มม.

อัตราส่วนความลึกต่อความกว้าง: 3: 1 สำหรับข้อต่อทองแดง

การลดความพรุน: 60% เมื่อเทียบกับระบบความยาวคลื่นเดี่ยว

b) การตัดคอมโพสิตที่แม่นยำ

เมทริกซ์ความยาวคลื่น:

355Nm (2 บาร์) สำหรับโพลิเมอร์เมทริกซ์การตัดที่สะอาด

1064nm (4 บาร์) สำหรับการตัดคาร์บอนไฟเบอร์

การตัดพารามิเตอร์:

Kerf Width: 50-100 μm

HAZ (โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน):<20μm

ปริมาณงาน: 5 ×เร็วกว่าการตัดเชิงกล 5

3. แอพพลิเคชั่นทางวิทยาศาสตร์และการป้องกัน

A) ระบบ LIDAR สำหรับการตรวจจับบรรยากาศ

การกำหนดค่าสเปกตรัม:

755Nm (การตรวจจับไอน้ำ)

850Nm (การทำโปรไฟล์ละออง)

1064nm (การวิเคราะห์อนุภาคเมฆ)

ลักษณะชีพจร:

อัตราการทำซ้ำ 10kHz

ความกว้างพัลส์ 5NS

พลังงาน 1mj/พัลส์

ช่วงการตรวจจับ:

การวัด Tropospheric สูงสุด 15 กม.

ความละเอียดแนวตั้ง 10 ซม.

b) ระบบพลังงานกำกับ

การออกแบบเลเซอร์ยุทธวิธี:

808Nm (12 บาร์) สำหรับการได้มาซึ่งเป้าหมายเริ่มต้น

940Nm (16 บาร์) สำหรับการลดลงของความร้อน

1064nm (8 บาร์) สำหรับการประนีประนอมโครงสร้าง

พารามิเตอร์การมีส่วนร่วม:

คุณภาพของลำแสง: m² <1.5

ความหนาแน่นพลังงาน: 5kw/cm²ที่ 1km

เวลาอยู่:<3s for 5mm steel penetration

4. แอปพลิเคชันโทนิคที่เกิดขึ้นใหม่

a) อินเทอร์เฟซการคำนวณควอนตัม

การควบคุมความยาวคลื่นที่แม่นยำ:

755.214nm ± 0.001nm (การจัดการอะตอม RB)

1064.531nm ± 0.002nm (ที่อยู่ YB ไอออน)

ข้อกำหนดด้านความมั่นคง:

<1MHz linewidth

ความผันผวนของพลังงาน 0.01%

10^-6 ความยาวคลื่นดริฟท์/ชั่วโมง

b) การถ่ายภาพชีวการแพทย์

ระบบ OCT แบบ Multispectral:

755nm (การถ่ายภาพเลเยอร์ผิวหนัง)

850Nm (การสร้างภาพเครือข่ายเส้นเลือดฝอย)

940nm (การแมปเนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง)

ประสิทธิภาพการถ่ายภาพ:

ความละเอียดตามแนวแกน: 3μm

ความลึกเจาะ: 2.5 มม.

อัตรา A-scan: 200kHz

สแต็กเลเซอร์ไดโอดหลายความยาวคลื่นแสดงถึงการก้าวกระโดดอย่างมีนัยสำคัญในเทคโนโลยีเลเซอร์เปิดใช้งานความสามารถรอบตัวที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในการใช้งานทางการแพทย์อุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และการป้องกัน . โดยการรวมความยาวคลื่นเช่นการใช้งานความยาว 755nm, 808nm, 940nm และ 1064nm การปรับตัว .

ในการรักษาทางการแพทย์และความงามสแต็คความยาวคลื่นหลายช่วงเวลาอนุญาตให้มีการรักษาด้วยการรักษาด้วยการกำจัดขนของหลอดเลือดโดยการกำหนดเป้าหมายความลึกของเนื้อเยื่อที่แตกต่างกันและ chromophores พร้อมกัน . การใช้งานในอุตสาหกรรมที่ดีกว่า ระบบใช้ประโยชน์จากความหลากหลายของสเปกตรัมสำหรับการตรวจจับ LIDAR ขั้นสูงและแอพพลิเคชั่นที่มีพลังงานสูง . ฟิลด์ที่เกิดขึ้นใหม่เช่นการคำนวณควอนตัมและการถ่ายภาพชีวการแพทย์แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของการควบคุมความยาวคลื่นที่แม่นยำในเทคโนโลยียุคถัดไป .}}}}

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ อย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา . ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและข้อกำหนดของเราคืออะไรเราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้ามีคุณภาพสูงราคาต่ำและบริการที่ดีที่สุด .