Daudzviļņu garuma diožu lāzera kaudzes: principi, kombinācijas stratēģijas un lietojumprogrammas

Diodes lāzera kaudzesir kļuvuši galvenie lieljaudas lietojumprogrammās, tomēr viena viļņa garuma sistēmas saskaras ar raksturīgiem ierobežojumiem, piemēram, šauro spektrālo joslas platumu un ierobežotiem lietojumprogrammu scenārijiem .

Daudzviļņu garuma diožu lāzera kaudzes risina šos izaicinājumus, iespējojot spektrālo paplašināšanos un enerģijas mērogošanu, kritiski uzlabotiem lietojumiem, piemēram, cietvielu lāzera sūknēšanai, medicīniskajām terapijām un spektroskopiskai izpētei .

Diožu lāzera kaudzīšu pamatprincipi

1. viena viļņa garuma diožu lāzera kaudzes

• Vienas viļņa garuma diožu lāzera kaudzes parasti tiek konstruētas vertikālā kaudzē vai horizontālā masīva konfigurācijā, lai panāktu lieljaudas izvadi .
• Vertikālā kaudze: vairākas lāzera stieņi ir precīzi izlīdzināti un savienoti ar mikrokanālu dzesētājiem efektīvai siltuma izkliedēšanai, ļaujot kilovatlīmes jaudas mērogošanu .
• Horizontālais masīvs: lāzeri ir sakārtoti blakus, bieži kombinēti ar staru veidojošu optiku (e . g ., ātras ass kolimācijas objektīvi), lai uzlabotu spilgtumu .}}
• Jaudas mērogošanas princips: palielinot emitētāju skaitu (joslas) un optimizējot termisko pārvaldību, izejas jaudas skalas lineāri, saglabājot staru kūļa kvalitāti .

2. Daudzviļņu lāzeru fiziskais pamats

• Daudzviļņu garuma emisija diodes lāzeros balstās uz joslu inženieriju un noskaņojamiem emisijas mehānismiem:
• Semiconductor BandGap inženierija: izmantojot dažādus kvantu urbuma materiālus (e . g ., GaAs ~ 800–1000 nm, INP ~ 1300–1600 nm), vairākus viļņu garumus var ģenerēt viena kaudzē, 755nm 808nm 940nm 1064nm.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} and 10600 Ģeneratoru var ģenerēt Ģenerēt {
• Viļņa garuma noregulēšanas mehānismi:
• No strāvas atkarīga noregulēšana: Injekcijas pielāgošana strāvas maiņu emisijas viļņa garums nesēja blīvuma efektu dēļ .
• No temperatūras atkarīga noregulēšana: Aktīvā reģiona apkure/dzesēšana maina joslasGap, iespējojot smalka viļņa garuma pielāgojumus .

Daudzviļņu garuma diodes lāzera kaudzē 755nm, 808nm, 940nm, 1064nm un citas joslas kombinācija var elastīgi izstrādāt atbilstoši lietojumprogrammas prasībām (piemēram, medicīniskajam, sūknēšanai, rūpnieciskajai apstrādei) .}

Daudzviļņu garuma diožu lāzera kaudzes kombinācijas:

1. Parastie daudzviļņu garuma kombinācijas risinājumi

(1) Divviļņu garuma kombinācija
755nm + 808 nm

Pielietojums: medicīniskais skaistums (matu noņemšana, asinsvadu ārstēšana)

Jaudas koeficients:

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

Funkcijas: 755nm mērķē melanīnu, 808 nm dziļa apkure, sinerģiski uzlabojot terapeitisko efektu .

940nm + 1064 nm

Pielietojums: lāzera sūknēšana (ND: YAG), rūpnieciskā griešana

Jaudas koeficients:

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

Funkcijas: 940nm tiešā sūknēšana, 1064nm enerģijas papildināšana, pārveidošanas efektivitātes uzlabošana .

(2) trīs viļņu garuma kombinācija
755nm + 808 nm + 1064 nm

Pielietojums: Multimodāla ārstēšana (matu noņemšana + lipolīze + koagulācija)

Jaudas koeficients:

755nm ({1-2 josla, 50-100 w) + 808 nm (2-3 josla, 100-200 W) + 1064 nm (3-4 Bar, 200-400 w)

Funkcijas: Virspusējā vai dziļo audu pārklāšana, slāņveida ārstēšanas panākšana .

808nm + 940 nm + 1064 nm

Pielietojums: lieljaudas sūknēšana (šķiedru lāzers)

Jaudas koeficients:

808nm ({4-6 josla, 400-600 w) + 940 nm (4-6 josla, 400-600 W) + 1064 nm (2-3 Bar, 200-300 W)

Funkcijas: plaša spektra sūknēšana, kas atbilst dažādiem pastiprināšanas līdzekļiem (piemēram, YB, ND) .

(3) Četru viļņu garuma pilnu joslu kombinācija
755nm + 808 nm + 940 nm + 1064 nm

Pielietojums: Zinātniskais pētījums, militārs (virzīta enerģija), daudzpektrālā apstrāde

Jaudas koeficients:

755nm ({1-2 josla, 50-100 w) + 808 nm (2-3 josla, 100-200 w) + 940 nm (3-4} josla, 200-400 w) w) + 1064}}} nm ({10}} w) + 1064}}} (2-3}}} Josla, 200-300 w)

Funkcijas: pilnas joslas pārklājums, augsta elastība, bet sarežģīta termiskā pārvaldība .

2. joslu skaits vs . barošanas izvade

3. galvenie dizaina apsvērumi

• Viļņu garuma atstarpes optimizācija:
• Izvairieties no spektrālās pārklāšanās (e . g ., 808nm un 940nm ir vieglāk apvienot pietiekama atstarpes dēļ) .}
• Termiskā pārvaldība:
• Daudzviļņu garuma kaudzēm nepieciešama neatkarīga dzesēšana (e . g ., mikrokanāla dzesēšana + tec) .
• Staru kvalitāte:
• Ātrās ass kolimācija (FAC objektīvi) + lēnas ass veidošana, lai samazinātu m² koeficientu .
• Uz lietojumprogrammu balstīta konfigurācija:
• Medicīnisks: Koncentrējieties uz 755nm/808nm ar mērenu jaudu (<300W).
• Rūpniecisks: Prioritize 940nm/1064nm with power >500W.

Daudzviļņu garuma diožu lāzera kaudze

1. Medicīnas un estētiskas lietojumprogrammas

a) Matu noņemšanas sistēmas

Viļņa garuma kombinācija: 755nm (2 joslas) + 808 nm (3 joslas) + 940 nm (2 joslas)

Barošanas izvade: 350-450 w

Mehānisms:

755nm: Mērķis melanīns matu folikulās virspusei

808 nm: iekļūst dziļāk, lai iznīcinātu folikulu cilmes šūnas

940nm: nodrošina vienmērīgu apkārtējo audu sildīšanu sāpju mazināšanai

Priekšrocības:

Ļauj ārstēt visus ādas tipus (Fitzpatrick I-Vi)

30% ātrāks ārstēšanas laiks, salīdzinot ar viena viļņa garuma sistēmām

Samazinātas blakusparādības (eritēma, pūslīši) par 40%

b) Asinsvadu bojājumu ārstēšana

Konfigurācija: 532nm (1 josla) + 755 nm (1 josla) + 1064 nm (2 joslas)

Strāvas iestatījumi:

532nm @ 10-20 W (virspusēji kuģi)

755nm @ 30-50 W (starpposma dziļums)

1064nm @ 40-80 W (dziļi trauki)

Klīniskās priekšrocības:

Vienlaicīga zirnekļa vēnu (0.1-1 mm) un dziļāku varikozu vēnu ārstēšana (3-8 mm)

Dinamiskā dzesēšana novērš epidermas bojājumus

92% klīrensa līmenis pēc 2-3 sesijām

2. Rūpniecības materiālu apstrāde

a) Multi-metāla metināšanas sistēma

Kaudzes dizains:

808nm (katrs 6 joslas @ 100W) vara absorbcijai

940nm (katrs 8 joslas @ 120W) tērauda/alumīnija

1064nm (katrs 4 joslas @ 150w) dziļai iespiešanai

Veiktspējas metrika:

Metināšanas ātrums: 8-12 m/min 1 mm nerūsējošā tērauda

Dziļuma un platuma attiecība: 3: 1 vara savienojumiem

Porainības samazinājums: 60%, salīdzinot ar viena viļņa garuma sistēmām

b) Kompozītu precīza griešana

Viļņa garuma matrica:

355 nm (2 stieņi) polimēru matricas tīrīšanai

1064nm (4 stieņi) oglekļa šķiedras atdalīšanai

Griešanas parametri:

Kerfa platums: 50-100 μm

HAZ (uz karstumu skartā zona):<20μm

Caurlaide: 5 × ātrāka nekā mehāniska griešana

3. zinātniskās un aizsardzības lietojumprogrammas

a) LIDAR sistēmas atmosfēras sensoram

Spektrālā konfigurācija:

755nm (ūdens tvaiku noteikšana)

850nm (aerosola profilēšana)

1064nm (mākoņu daļiņu analīze)

Pulsa īpašības:

10kHz atkārtošanās ātrums

5ns impulsa platums

1MJ/impulsa enerģija

Noteikšanas diapazons:

Troposfēras mērījumi līdz 15km

10 cm vertikāla izšķirtspēja

b) virzītas enerģijas sistēmas

Taktiskais lāzera dizains:

808nm (12 joslas) sākotnējai mērķa iegūšanai

940nm (16 stieņi) termiskai vājināšanai

1064nm (8 stieņi) strukturālajam kompromisam

Iesaistes parametri:

Sijas kvalitāte: m² <1,5

Jaudas blīvums: 5kW/cm² pie 1km

Ieiet laiks:<3s for 5mm steel penetration

4. Jaunās fotoniskās lietojumprogrammas

a) kvantu skaitļošanas saskarnes

Precizitātes viļņa garuma kontrole:

755.214nm ± 0,001nm (RB atomu manipulācijas)

1064.531nm ± 0,002nm (YB jonu adresēšana)

Stabilitātes prasības:

<1MHz linewidth

0,01% jaudas svārstības

10^-6 viļņa garuma dreifēšana/stunda

b) biomedicīnas attēlveidošana

Multispektrālā OCT sistēma:

755nm (epidermas slāņa attēlveidošana)

850nm (kapilārā tīkla vizualizācija)

940nm (zemādas audu kartēšana)

Attēlveidošanas veiktspēja:

Aksiālā izšķirtspēja: 3μm

Iespiešanās dziļums: 2,5 mm

A-skenēšanas likme: 200kHz

Daudzviļņu garuma diožu lāzera kaudzes ir nozīmīgs lēciena lēciena lāza tehnoloģijas virzienā, nodrošinot nepieredzētu daudzpusību medicīniskajā, rūpnieciskajā, zinātniskajā un aizsardzībā {., stratēģiski apvienojot viļņu garumu, piemēram, 755nm, 808 nm, 940nm un 1064nm, un šīs sistēmas pārmērīgi ietekmē vientuļnieku garumu, un 1064 nm, un šīs sistēmas, kas ir ierobežotas ar vientuļnieku garumu, un 1064 nm, un šīs sistēmas, kas ir ierobežotas ar vientuļnieku garumu, un 1064 nm, un šīs sistēmas, kas ir ierobežotas, vienlaicīgi, un 1064 nm. Pielāgojamība .

Medicīniskās un estētiskās ārstēšanas metodēs daudzviļņu garuma kaudzes ļauj pielāgot terapijas no matu noņemšanas līdz asinsvadu bojājuma ārstēšanai, vienlaikus mērķējot uz dažādiem audu dziļumiem un hromoforiem {. Rūpnieciskie pielietojumi, kas gūst labumu no labāka materiāla apstrādes, ieskaitot augstas pakāpes metālu metāli un tīri. Spektrālā daudzveidība progresējošai LIDAR sensēšanai un augstas enerģijas virzītām lietojumprogrammām {. Jaunie lauki, piemēram, kvantu skaitļošana un biomedicīnas attēlveidošana, vēl vairāk parāda precīzas viļņa garuma kontroles kritisko lomu nākamās paaudzes tehnoloģijās .}}} kritiskā loma

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, nekautrējieties runāt ar mums . Neatkarīgi no tā, kur ir mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs sekosim savam mērķim, lai klientiem nodrošinātu augstas kvalitātes, zemas cenas un vislabākais pakalpojums .