الاختلافات بين ليزر أشباه الموصلات وليزر الألياف

الفرق الرئيسي بينليزر أشباه الموصلاتوليزر الأليافهي المادة العازلة المستخدمة لإصدار ضوء الليزر. إن وسيلة الكسب المستخدمة في ليزرات أشباه الموصلات هي مادة شبه موصلة، عادة زرنيخيد الغاليوم، وما إلى ذلك. ووسيلة الكسب المستخدمة في ليزرات الألياف هي الألياف الضوئية. يعمل الليزران أيضًا بشكل مختلف. يمكن لأشعة ليزر أشباه الموصلات تحقيق التحويل الكهروضوئي مباشرة، أي تحفيز المواد شبه الموصلة بشكل مباشر لإصدار ضوء الليزر من خلال التيار. ومع ذلك، لا يمكن لليزر الليفي تحقيق التحويل الكهروضوئي بشكل مباشر. وهي تتطلب استخدام الضوء (عادةً من صمام ثنائي ليزر) لضخ وسط الكسب لتحقيق التحويل البصري إلى البصري. فيما يتعلق بتبديد الحرارة، تظهر ألياف الليزر مزايا كبيرة. بشكل عام، تتطلب أجهزة ليزر الألياف تبريد الهواء فقط، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل والصيانة. ولكن سواء كان الأمر يتعلق بالألياف الضوئية أو ليزر الحالة الصلبة، فإن تقنيتها الأساسية تأتي من تطوير ليزر أشباه الموصلات. ولذلك، فإن فهم مبدأ عمل وأداء ليزر أشباه الموصلات له أهمية كبيرة لفهم تطور تكنولوجيا الليزر بأكملها.

فيما يلي مقدمة للاختلافات بين ليزر أشباه الموصلات وأشعة الليزر الليفية.

1. المواد العازلة المختلفة. الفرق بين ليزر الألياف وليزر أشباه الموصلات هو أنهما يستخدمان مواد عازلة مختلفة لإصدار الليزر. وسيلة الكسب التي تستخدمها ليزرات الألياف هي الألياف الضوئية، ووسيلة الكسب التي تستخدمها ليزرات أشباه الموصلات هي مواد أشباه الموصلات، وبشكل عام زرنيخيد الغاليوم، وزرنيخيد غاليوم الإنديوم، وما إلى ذلك.

2. آليات التلألؤ المختلفة. آلية التلألؤ في ليزرات أشباه الموصلات: هي انتقال الجزيئات بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ لإنتاج الفوتونات. ولأنه من أشباه الموصلات، يمكن استخدام الإثارة الكهربائية، وهو تحويل كهروضوئي مباشر. لا يمكن للألياف الضوئية أن تحقق التحويل الكهروضوئي بشكل مباشر، وتحتاج إلى استخدام الضوء لضخ وسط الكسب (الذي يتم ضخه بشكل عام باستخدام صمام ثنائي ليزر). ما يدركه هو التحويل من الضوء إلى البصري.

3. أداء تبديد الحرارة مختلف. تتميز ليزرات الألياف بتبديد جيد للحرارة وعادةً ما يتم تبريدها بالهواء. تتأثر أشعة ليزر أشباه الموصلات بشكل كبير بدرجة الحرارة. عندما تكون الطاقة عالية، مطلوب تبريد المياه.

4. الخصائص الرئيسية الخصائص الرئيسية لأجهزة ليزر الألياف المختلفة هي صغر حجم الجهاز ومرونته. يحتوي طيف إخراج الليزر على العديد من الخطوط وأحادية اللون الجيدة ونطاق ضبط واسع. وأدائه لا علاقة له باتجاه استقطاب الضوء، كما أن فقدان الاقتران بين الجهاز والألياف الضوئية صغير. كفاءة التحويل عالية وعتبة الليزر منخفضة. تتميز هندسة الألياف بحجم ومساحة سطحية منخفضة للغاية، بالإضافة إلى إمكانية اقتران الليزر والمضخة بشكل كامل في حالة أحادية الوضع. من السهل دمج ليزر أشباه الموصلات مع أجهزة أشباه الموصلات الأخرى. خصائصه هي أنه يمكن تعديله كهربائيا مباشرة. من السهل تحقيق التكامل الإلكتروني البصري مع الأجهزة الإلكترونية الضوئية المختلفة؛ فهو صغير الحجم وخفيف الوزن؛ لديها قوة دافعة منخفضة والتيار. لديها كفاءة عالية وعمر العمل الطويل. وهو متوافق مع تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات. ويمكن إنتاجه بكميات كبيرة.

5. تستخدم تطبيقات ليزر الألياف المختلفة بشكل رئيسي في اتصالات ألياف الليزر، والاتصالات الفضائية بالليزر لمسافات طويلة، وبناء السفن الصناعية، وتصنيع السيارات، والنقش بالليزر، ووضع العلامات بالليزر، والقطع بالليزر، وبكرات الطباعة، والحفر المعدني وغير المعدني، والقطع واللحام (النحاس والتبريد) والكسوة واللحام العميق)، والدفاع والأمن العسكري، والمعدات والمعدات الطبية، والبنية التحتية واسعة النطاق، كمصدر مضخة لأشعة الليزر الأخرى، وما إلى ذلك. تستخدم أشعة ليزر أشباه الموصلات على نطاق واسع في نطاق الليزر، والليدار، والاتصالات بالليزر ، أسلحة المحاكاة بالليزر، التحذير بالليزر، التوجيه والتتبع بالليزر، الإشعال والتفجير، التحكم الآلي، أدوات الكشف، إلخ.

ما ورد أعلاه هو الفرق بين ليزر أشباه الموصلات وأشعة الليزر الليفية. مثل ليزر الحالة الصلبة والغاز التقليدي، يتكون ليزر الألياف أيضًا من ثلاثة عناصر أساسية: مصدر المضخة، ووسط الكسب، وتجويف الرنين. يستخدم مصدر المضخة عمومًا ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة، ووسيط الكسب عبارة عن ألياف ضوئية نادرة مخدرة بالأرض أو ألياف ضوئية غير خطية عادية. يمكن أن يتكون تجويف الرنين من مكونات ردود فعل بصرية مثل شبكات الألياف لتشكيل تجاويف رنين خطية مختلفة، أو يمكن استخدام قارنات لتشكيل رنانات مختلفة على شكل حلقة. تجويف الرنين. يقترن ضوء المضخة بألياف الكسب من خلال نظام بصري مناسب. بعد امتصاص ضوء المضخة، تشكل ألياف الكسب انعكاسًا لعدد الجسيمات أو كسبًا غير خطي وتولد انبعاثًا تلقائيًا. يخضع ضوء الانبعاث التلقائي المتولد لتضخيم الإثارة واختيار الوضع لتجويف الرنين، ويشكل أخيرًا مخرجات ليزر مستقرة.

أكبر تطبيق لليزر أشباه الموصلات هو كمصدر مضخة لليزر الألياف وأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة. عند استخدام ليزر أشباه الموصلات كمصدر لمضخة ليزر الألياف، يمكن تبسيط هيكل نظام المضخة بشكل أساسي ويمكن زيادة مستوى طاقة المضخة عن طريق زيادة طاقة الوحدة. نظرًا لأن ليزر الألياف وأشعة الليزر ذات الحالة الصلبة لديها متطلبات أعلى بشكل متزايد من حيث طاقة الخرج، يتم وضع متطلبات أعلى أيضًا على طاقة مصادر مضخات أشباه الموصلات.

نظرًا لمحدودية جودة الشعاع، يصعب استخدام ليزر أشباه الموصلات التقليدي مباشرة في قطع المعادن. في السنوات الأخيرة، مع تحسين تكنولوجيا اقتران أشباه الموصلات والنضج التدريجي لتقنية دمج الشعاع الجديدة، يمكن لبعض أجهزة ليزر أشباه الموصلات ذات مخرجات الألياف ذات مستوى كيلووات أو أعلى أيضًا تلبية متطلبات جودة الشعاع للقطع. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لتنوع أطوال موجات ليزر أشباه الموصلات، فإن الطول الموجي لأشعة ليزر أشباه الموصلات ذات الطول الموجي القصير قريب جدًا من الحد الأقصى لامتصاص الطول الموجي للألمنيوم. لذلك، في صناعة السيارات، يعتبر ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة مناسبًا جدًا للحام هياكل السيارات المصنوعة من الألومنيوم. في الوقت الحاضر، تم استخدام ليزر أشباه الموصلات بقدرة خرج ليزر تتراوح بين 2 كيلو وات و6 كيلو وات على نطاق واسع في عملية إنتاج صناعة السيارات.

في مجال المعالجة المباشرة للمواد، من الصعب أن تتجاوز جودة شعاع ليزر أشباه الموصلات جودة ليزر الألياف. ومع ذلك، فإن ليزر أشباه الموصلات مناسب جدًا لتطبيقات لحام الصفائح الرقيقة والقطع. إن تطوير ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة جعل العديد من التطبيقات المهمة ممكنة. لقد حلت أجهزة الليزر هذه محل العديد من التقنيات التقليدية وقدمت لنا العديد من المنتجات الجديدة.

بشكل عام، نظرًا للتطور المستمر للتكنولوجيا، فإن مجالات تطبيق ليزر أشباه الموصلات تتغير باستمرار، ولا تزال هذه التغييرات تحدث. بشكل عام، تتطور أشعة ليزر أشباه الموصلات نحو أطوال موجية انبعاثية أقصر وقدرات انبعاث أعلى للتكيف مع احتياجات السوق الحالية.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، فإننا سوف نتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.