Technologia diod laserowych i rekomendacje produktowe diod laserowych

Diody laserowe to półprzewodnikowe urządzenia, które emitują skoncentrowaną gęstość mocy światła. Jest to możliwe po przyłożeniu potencjału elektrycznego przez warstwy P i N. Na tylną ściankę chipu laserowego nakłada się dielektryczne powłoki o wysokim współczynniku odbicia, aby zapewnić, że większa część światła emitowana jest z przedniej ścianki. Przednia ścianka wyposażona jest także w powłokę o niskim współczynniku odbicia (zwykle 2 lub 3% odbijalności, w zależności od mocy), aby zwiększyć efektywność i odbijać jedynie minimalną ilość światła niezbędną do utrzymania działania lasera. Dodatkowo na warstwie aktywnej wytrawiany jest obszar, który tworzy światłowód i ogranicza światło w wymiarze bocznym. Ograniczenie światła w pionowym wymiarze światłowodu zapewniają warstwy osłonowe górna i dolna.

W zależności od wymiarów światłowodu, jego apertury numerycznej, długości fali i innych czynników, dioda laserowa może być jedno- lub wielomodowa. Dioda laserowa jednomodowa emituje wiązkę o profilu Gaussa. Taka wiązka charakteryzuje się najniższą dywergencją spośród wszystkich typów wiązek laserowych podczas propagacji w przestrzeni, a także najniższą entydą (z francuskiego „rozproszenie”, opisująca minimalną dywergencję osiągalną dla danej średnicy wiązki skolimowanej). Dioda wielomodowa, znana również jako szerokopasmowy światłowód (BAL), posiada większy światłowód. Po skolimowaniu szerokoobszarowego lasera dywergencja światła jest znacznie większa; BAL w pewnych aspektach zachowuje się podobnie do diody LED ze względu na większy emiter.

Dywergencję każdej wiązki laserowej można zredukować poprzez kolimację przy użyciu soczewki o dłuższej ogniskowej. Dla danej średnicy wiązki skolimowanej z dowolnej diody laserowej, dywergencja jest odwrotnie proporcjonalna do długości ogniskowej użytej soczewki. Zazwyczaj jako soczewkę kolimującą wybiera się wysokiej klasy soczewkę asferyczną, ponieważ pozwala ona zachować niską entydę diody, czyli jej niską dywergencję. Soczewki asferyczne mogą być również bardzo ekonomiczne przy produkcji formowanej masowo. Taka kombinacja czyni moduł laserowy wysoce konkurencyjnym kosztowo.

Diody laserowe są stosowane w produktach przeznaczonych do różnych aplikacji. Ich zastosowania obejmują grawerowanie, cięcie i znakowanie na różnych materiałach takich jak metale, drewno i tworzywa sztuczne. Diody laserowe mogą także pełnić rolę źródła światła do oświetlania próbek w naukach przyrodniczych, przykładowo jako element oświetlenia w mikroskopach fluorescencyjnych. Jedną z kluczowych zalet stosowania diod laserowych jako źródła światła w zastosowaniach medycznych i naukowych, w tym w mikroskopii, jest wysoka gęstość widmowa emitowanego światła. Zazwyczaj widmo światła emitowanego przez półprzewodnikowy laser mieści się w bardzo wąskim regionie, zwykle o szerokości poniżej 2 nm. Dodatkowe zwężenie możliwe jest przez zastosowanie selektywnego elementu długości fali – zintegrowanego wzdłużnie w strukturze światłowodu lub umieszczonego zewnętrznie. Jednakże dla laserów grawerujących szerokość widmowa jest mniej istotna niż długość fali środkowej.

Fioletowe i niebieskie diody laserowe o długościach fali 405 nm, 445 nm lub 450 nm są idealne do głowic laserowych do grawerowania, znakowania i cięcia z wielu powodów. Krótkofalowe światło jest silnie absorbowane przez wiele materiałów, posiada niską entydę wynikającą z wąskiej struktury światłowodu zapewniającej wysoką koncentrację gęstości mocy, jest wysokiej mocy, stosunkowo odporne na zmiany temperatury oraz cechuje się długą żywotnością.

Oprócz integracji diod laserowych z laserami grawerskimi i naukowymi, Opt Lasers oferuje pojedyncze diody laserowe, często w obudowach typu TO-can. Typowe standardy obejmują 3,8 mm (TO-38), 5,6 mm (TO-56) oraz 9 mm (TO-18). Opt Lasers oferuje diody laserowe o różnych długościach fal, m.in. 405 nm, 445 nm, 465 nm, 473 nm, 488 nm, 505 nm, 520 nm, 638 nm, 808 nm, 830 nm, 850 nm, 980 nm oraz 1060 nm, zarówno w konfiguracjach wolnoprzestrzennych, jak i ze sprzęganiem światłowodowym. Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz innej długości fali do swojej aplikacji.