Kokie lazerio modulio parametrai paprastai yra susiję su lazerio išlyginimu?

Lazerio kolimacija daugiausia apibūdina lazerio spindulio paralelizmą ir divergencijos kampą. Idealus lazerio spindulys turėtų turėti tobulą paralelizmą, tai yra, kiekviename sijos skerspjūvio taške šviesa išlieka lygiagreti.

Tačiau praktikoje dėl tokių veiksnių kaip lazerio šviesos šaltinio savybės, optinių komponentų netobulumas ir perdavimo terpės įtaka lazerio pluoštas turės tam tikrą skirtumų laipsnį, o skirtumų kampas yra fizinis kiekis, naudojamas kiekybiškai įvertinti divergencijos laipsnį. Kuo mažesnis skirtumų kampas, tuo geresnis lazerio pluošto paralelizmas ir aukštesnė kolimacija; Ir atvirkščiai, kuo didesnis skirtumų kampas, tuo apatinė kolimacija.

Pagrindiniai lazerio modulio parametrai, turintys įtakos lazerio kolimijai
I. Lazerio diodo (LD) parametrai
①EMITER DYDYS
Principas: emiteris yra pradinė lazerio diodo šviesos emisijos padėtis, o jo dydis daro didelę įtaką lazerio pluošto divergencijos charakteristikoms. Mažesnis emiteris reiškia, kad lazerio pluošto energija yra labiau sutelkta pradiniame etape, ir lengviau išlaikyti gerą paralelizmą vėlesnio sklidimo proceso metu, kuris yra palankus norint pasiekti aukštą kolimaciją.
Pavyzdys: Kai kuriose aukšto tikslo lazerinio apdorojimo programose, tokiose kaip puslaidininkinė litografija, reikalingi lazeriniai diodai su ypač mažais skleidėjais, norint gauti labai kolimuotus lazerinius pluoštus ir taip tiksliai apdoroti mažytes struktūras.
② greita ašis ir lėtos ašies skirtumų kampai
Principas: lazerio diodo skleidžiamas lazerio pluoštas turi skirtingus skirtumų kampus, statmenas sankryžos plokštumai (greita ašis) ir ta kryptimi lygiagrečiai sankryžos plokštumai (lėta ašis). Šis būdingas skirtumų skirtumas sukels iššūkius kolimacijos dizainui, nes norint pasiekti aukštą kolimiją, reikia atlikti atskirus pakeitimus ir kompensacijas, susijusias su skirtingų ašių divergencijos charakteristikomis.
Pavyzdys: Projektuojant lazerinio diodo modulį, reikalingi specialūs optiniai konstrukcijos, pavyzdžiui, naudojant cilindrinius lęšius su skirtingais židinio nuotoliniais ilgiais, kad sijos būtų galima suderinti greitos ir lėtos ašies kryptimis, kad būtų galima įveikti šio skirtumo kampo skirtumo poveikį.
2. Optinių komponentų parametrai
① Žiemininio nuotolio ir skaitinės diafragma (NA) iš kolimizuojančio objektyvo
Principas: Koliming lęšio židinio nuotolis lemia sijos fokusavimo laipsnį, praeinant pro lęšį. Trumpas židinio nuotolio objektyvas gali sutelkti pluoštą trumpesniu atstumu, kad sija greičiau pasiektų kolimuotą būseną; Nors ilgas židinio nuotolinio objektyvas gali palaikyti skirtingą pluoštą gana tolygiai didesniu atstumu, o tai tinka kai kuriems taikymo scenarijams, kuriems yra laisvesni reikalavimai dėl spindulių skirtumo. Skaitinė diafragma atspindi objektyvo gebėjimą surinkti siją. Kuo didesnė skaitinė diafragma, tuo didesnis objektyvo efektyvumas renkant pluoštą, tačiau ji taip pat gali sukelti daugiau aberacijų ir paveikti kolimaciją.
Pavyzdys: Optinio pluošto ryšyje, norint efektyviai sujungti lazerio spindulį į optinį pluoštą, lęšio pluoštui paprastai naudojamas objektyvas, turintis trumpą židinio ilgį ir didelę skaitinę diafragmą, kad būtų galima suderinti lazerio pluoštą, kad pagerintų sukabinimo efektyvumą. Tačiau kai kuriose lazerio apdorojimo programose, kuriose yra ypač dideli reikalavimai suderinti, lęšiai su ilgu židinio nuotoliu ir maža skaitmenine diafragma gali būti parinkti siekiant užtikrinti sijos kolimaciją.
② Objektyvo aberacija (sferinė aberacija, koma ir kt.)
Principas: Objektyvo aberacija yra pluošto iškraipymo reiškinys, kurį sukelia netobulas objektyvo optinis projektavimas ir gamyba. Sferinė aberacija sukelia pluoštą sutelkti dėmesį į skirtingas vietas, eidamas pro lęšį, sudarydamas sferinę aberaciją; „Coma“ sukelia pluošto pasislinkimą sklidimo kryptimi, sudarydama kometos formos iškraipymus. Šios aberacijos sumažina lazerio pluošto kolimaciją ir daro įtaką lazerio sistemos veikimui.
Pavyzdys: Aukštos kokybės lazerinio vaizdo gavimo sistemoje reikalingas specialiai suprojektuotas aspherinio objektyvas, kad būtų galima ištaisyti aberaciją, kad pagerintų vaizdo aiškumą ir lazerio spindulio kolimaciją.

3. Lazerio bangos ilgis
① Ryšys tarp bangos ilgio ir difrakcijos ribos
Principas: Remiantis difrakcijos teorija, lazerio pluoštas sklido dauginimo metu, o difrakcijos riba yra glaudžiai susijusi su lazerio bangos ilgiu. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo mažiau akivaizdus difrakcijos reiškinys ir tuo lengviau lazerio pluoštui pasiekti mažą divergencijos kampą, taip pagerinant kolimaciją. Todėl dėl trumpesnio bangos ilgio UV lazeriu lengviau pasiekti mažą divergencijos kampą ir turi didesnį kolimiją nei matoma šviesos ir infraraudonųjų spindulių lazeris.
Pavyzdys: Didelio tikslumo litografijos procesuose UV lazeriai dažnai naudojami kaip šviesos šaltiniai, norint pasiekti mažesnį linijos plotį ir didesnę skiriamąją gebą. Taip yra todėl, kad trumpas UV lazerių bangos ilgis suteikia jiems galimybę gaminti pluoštus, kurių kolimija yra didesnė, ir taip pasiekti smulkesnį silicio vaflių ėsdinimą.

4. Modulio struktūros dizainas
① Mechaninio surinkimo tikslumas
Principas: Koaksialumo nuokrypis tarp lazerinio diodo ir objektyvo lazerio pluošto pasislinks ir pakreipia sklidimo metu ir taip sumažins kolimiją. Todėl lazerinio modulio surinkimo proceso metu lazerio diodo ir lęšio koaksialumo tikslumas turi būti užtikrintas siekiant užtikrinti, kad lazerio pluoštas paprastai galėtų praeiti pro lęšį ir būti kolimuotas.
Pavyzdys: Aukštos klasės lazerinės įrangos metu tikslūs mechaninių surinkimo procesų ir reguliavimo mechanizmų naudojimas gali kontroliuoti koaksialumo nuokrypį tarp lazerio diodo ir objektyvo labai mažame diapazone, taip pagerindamas lazerio pluošto kolimaciją ir įrangos veikimą.
② Šilumos stabilumas
Principas: Temperatūros pokyčiai sukels objektyvo medžiagos šiluminį išsiplėtimą ir susitraukimą, tokiu būdu pakeisite objektyvo formą; Tuo pačiu metu temperatūros pokyčiai taip pat sukels lazerio diodo bangos ilgį. Šie veiksniai turės įtakos lazerio pluošto kolimacijos efektyvumui. Todėl norint užtikrinti, kad lazerio modulis galėtų išlaikyti gerą kolimaciją skirtingose ​​temperatūros aplinkose, reikia imtis atitinkamų šiluminės kompensavimo priemonių.
Pavyzdys: Kai kuriose lazerinės įrangos, kurios turi veikti atšiauriomis aplinkos sąlygomis, tokiomis kaip lauko lazerio nuotoliniai ieškiniai, medžiagos, turinčios gerą šiluminį stabilumą, naudojami lęšių ir lazerinių diodų laikikliams gaminti, o temperatūros jutikliai ir šiluminės kompensacijos yra aprūpintos, kad būtų galima stebėti ir kompensuoti temperatūros pokyčius lazerio kolimacijai realiu laiku.
5. Sijos formavimo technologija
① Naudokite asferinius lęšius, cilindrinius veidrodžius ar pluošto jungtį, kad pagerintumėte kolimiją
Principas: Asperiniai lęšiai gali ištaisyti aberacijas, tokias kaip sferinė aberacija, naudojant specialų išlenkto paviršiaus projektą, kad pagerintų pluošto kolimaciją; Cilindriniai veidrodžiai gali suderinti pluoštus tam tikra kryptimi ir dažnai naudojami siekiant ištaisyti skirtumų kampų skirtumus greitos ir lėtos lazerinių diodų ašies kryptyse; Pluošto jungtis gali naudoti optinių pluoštų bangolaidžio charakteristikas, kad būtų pasiektas kolimuotas lazerio sijų perdavimas.
Pavyzdys: Kai kuriuose kietojo kūno lazeriuose asferiniai lęšiai naudojami lazerio pluoštui suderinti, siekiant pagerinti lazerio išėjimo galią ir pluošto kokybę. Lazerio ekrano technologijoje cilindriniai lęšiai dažnai naudojami lazerio spindulio divergencijos kampui sureguliuoti horizontaliose ir vertikaliose kryptyse, kad būtų pasiektas geresnis vaizdo rodymo efektas.

Įprasti lazerio kolimacijos optimizavimo metodai
1. Pasirinkite mažo divergencijos kampo lazerio diodus
① principas
Lazerio diodo skirtumų kampas yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos lazerio kolimijai. Kai lazerio diodas, turintis nedidelį divergencijos kampą, skleidžia lazerį, pluošto energija yra labiau koncentruota ir pradinėje stadijoje gali išlaikyti gerą kryptingumą, taip sudarant pagrindą lazerio pluošto gavimui su dideliu kolimacija.
Skirtingi lazerinių diodų tipai turi skirtingas divergencijos kampo charakteristikas dėl jų struktūrų ir gamybos procesų skirtumų. Pvz., „Quantum Well“ lazeriniai diodai gali pasiekti mažesnį skirtumų kampą per specialų medžiagų augimą ir juostos struktūros dizainą.
② Įgyvendinimo metodas ir efektas
Projektuojant lazerinę įrangą, pasirinkus tinkamą mažo divergencijos kampo lazerio diodą pagal konkrečius taikymo reikalavimus, yra svarbus žingsnis optimizuojant kolimaciją. Pvz., Atliekant tolimojo ryšio ryšį, lazerinio diodo pasirinkimas su labai mažu divergencijos kampu gali užtikrinti lazerio pluošto kolimavimą perdavimo metu ir sumažinti energijos difuziją ir nuostolius.
Naudojant mažo divergencijos kampo lazerinį diodą, lazerio pluoštas gali išlaikyti mažesnį taško dydį didesniu atstumu, pagerinti sijos ryškumą ir intensyvumą bei pagerinti lazerio sistemos įsiskverbimo galimybes ir skiriamąją gebą. Optinio laikymo technologijoje mažo divergencijos kampo lazerio diodų naudojimas gali pasiekti didesnio tankio duomenų saugyklą.
2. Naudokite didelio tikslumo optinius komponentus
① principas
Optiniai komponentai vaidina fokusavimo, kolimacijos ir formavimo vaidmenį lazerinėse sistemose. Didelio tikslumo optiniai komponentai turi geresnį optinį našumą, pavyzdžiui, mažesnį aberaciją, didesnį pralaidumą ir tikslesnį optinį parametrų valdymą, kuris gali efektyviai ištaisyti lazerio spindulių iškraipymus ir pagerinti lazerių kolimaciją.
Achromatinis objektyvas yra dažnas didelio tikslumo optinis komponentas. Vykdydamas specialų medžiagų derinį ir optinę konstrukciją, jis gali pašalinti arba sumažinti chromatinę aberaciją tarp skirtingų bangos ilgių šviesos, kad lazerio pluoštas galėtų gauti gerą kolimacijos efektą visais bangos ilgiais.
② Įgyvendinimo metodas ir efektas
Projektuojant lazerio sistemą, labai svarbu pasirinkti aukštos kokybės optinius komponentus ir atlikti tikslų diegimą bei derinimą. Pvz., Achromatinių objektyvų naudojimas mikroskopuose gali pagerinti vaizdų aiškumą ir lazerio skenavimo tikslumą, kad lazerio spindulys būtų tiksliau sutelktas į mėginį ir pasiekti aukštos raiškos vaizdus.
Didelio tikslumo optinių komponentų naudojimas taip pat gali pagerinti lazerinių sistemų stabilumą ir patikimumą. Kai kuriomis sudėtingomis aplinkos sąlygomis, tokiomis kaip aukšta temperatūra, aukšta drėgmė ar stipri magnetinio lauko aplinka, aukštos kokybės optiniai komponentai gali išlaikyti savo optinio efektyvumo stabilumą ir užtikrinti lazerio kolimacijos konsistenciją.

3. Aktyvi kalibravimo technologija
① principas
Aktyvi kalibravimo technologija yra skirta realiu laiku stebėti lazerio pluošto būseną ir automatiškai sureguliuoti lazerio sistemą pagal iš anksto nustatytus parametrus arba grįžtamojo ryšio signalus, kad užtikrintų, jog lazerio spindulys visada palaiko gerą kolimaciją. Automatinio fokusavimo sistema yra dažna aktyvi kalibravimo technologija, galinti pajusti lazerio spindulio židinio padėtį ir tiksliai sutelkti pluoštą į tikslinę padėtį, koreguojant objektyvo ar atšvaito padėtį.
② Įgyvendinimo metodas ir efektas
Lazerio perdirbimo įrangoje automatinio fokusavimo sistema gali stebėti ruošinio paviršiaus padėties keitimą realiu laiku ir sureguliuoti lazerio pluošto fokusavimo tašką, kad būtų užtikrintas lazerio apdorojimo tikslumas ir kokybė. Lazerio ryšyje aktyvi kalibravimo technologija gali užtikrinti, kad lazerio spindulys būtų tiksliai suderintas su priimančiu galu, pagerindama ryšių efektyvumą ir stabilumą.
Aktyvią kalibravimo technologiją taip pat galima derinti su kitais optimizavimo metodais, siekiant suformuoti uždaros ciklo valdymo sistemą, siekiant dar labiau pagerinti lazerio kolimacijos stabilumą ir patikimumą. Pvz., Automatinio fokusavimo sistemos derinimas su temperatūros jutikliu ir šiluminės kompensavimo grandine gali automatiškai sureguliuoti lazerio pluošto fokusavimą ir kolimacijos būseną, kai temperatūra keičiasi.
4. Temperatūros valdymo dizainas
① principas
Temperatūros pokyčiai turės įtakos lazerinių diodų veikimui, įskaitant bangos ilgio dreifą, slenksčio srovės pokyčius ir tt Šie pokyčiai sukels lazerio pluošto optinių savybių pokyčius, o tai savo ruožtu daro įtaką jo kolimavimui. Todėl, stabilizuojant lazerio diodo veikimo temperatūrą per temperatūros kontrolę, temperatūros įtaką lazerio pluoštui galima sumažinti ir pagerinti lazerio kolimaciją.
TEC (termoelektrinio aušintuvo) aušinimas yra dažniausiai naudojama temperatūros valdymo technologija, galinti tiksliai valdyti lazerio diodo temperatūrą. TEC aušinimas remiasi Seebeck efektu ir realizuoja aušinimo ar šildymo funkcijas kontroliuojant srovės kryptį.
② Įgyvendinimo metodas ir efektas
TEC aušinimo modulio integravimas į lazerinį įrenginį ir nustatant tinkamus temperatūros valdymo parametrus pagal lazerio diodo charakteristikas ir darbo aplinką gali veiksmingai stabilizuoti lazerio diodo darbinę temperatūrą. Pavyzdžiui, esant aukšto našumo lazeriams, TEC aušinimo naudojimas gali kontroliuoti lazerinio diodo temperatūrą labai mažame svyravimo diapazone, užtikrinant lazerio bangos ilgio stabilumą ir pluošto kolimaciją.
Temperatūros valdymo dizainas taip pat gali pagerinti lazerinės įrangos patikimumą ir tarnavimo laiką. Stabili darbo temperatūra gali užkirsti kelią lazerio diodui pažeisti dėl perkaitimo ir prailginti jo tarnavimo laiką. Tuo pat metu sumažinus temperatūros pokyčių poveikį lazerio pluoštui, taip pat padeda pagerinti bendrą lazerio sistemos veikimą ir stabilumą.

Lazerio kolimacija daugiausia matuoja lazerio pluošto paralelizmą ir skirtumus. Jo našumas yra glaudžiai susijęs su keliais pagrindiniais lazerinio modulio parametrais, įskaitant šviesos sklaidos taško dydį ir būdingą lazerio diodo skirtumų kampą, kolimingojo objektyvo židinio nuotolį ir aberaciją, optimizuojant šiuos parametrus (pvz. Optiniai komponentai ir temperatūros kontrolės dizainas) gali žymiai pagerinti kolimaciją, taip patenkinti aukštus pramoninio perdirbimo, ryšių, medicinos ir kitų sričių pluošto kokybės reikalavimus. Ateityje intelektuali kalibravimo technologija ir naujos optinės medžiagos dar labiau skatins lazerio kolimacijos efektyvumo tobulinimą.

Kontaktinė informacija:

Jei turite idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, mes laikysimės savo tikslo suteikti klientams aukštos kokybės, žemas kainas ir geriausią paslaugą.