Diodové laserové hromádky s více vlnovými délkami: principy, kombinované strategie a aplikace

Diodové laserové hromádkyStaly se klíčovými ve vysoce výkonných aplikacích, ale jednorázové systémy čelí přirozeným omezením, jako je úzká spektrální šířka pásma a scénáře s omezeným aplikací .

Diodové komíny s více vlnovými délkami řeší tyto výzvy tím, že umožňují spektrální rozšiřování a škálování výkonu, kritické pro pokročilé použití, jako je laserové čerpání v pevném stavu, lékařské terapie a spektroskopické snímání .

Základní principy diodových laserových hromádek

1. Jednorázové diodové laserové zásobníky

• Diodové laserové zásobníky s jednou vlnovou délkou jsou obvykle konstruovány ve vertikálních konfiguracích zásobníku nebo horizontálních polí, aby se dosáhlo vysoce výkonného výstupu .
• Vertikální zásobník: Více laserových pruhů je přesně zarovnáno a spojeno s chladiči mikrokanálu pro efektivní rozptyl tepla, což umožňuje škálování výkonu na úrovni kilowattu .
• Horizontální pole: Lasery jsou uspořádány vedle sebe, často kombinované s optikou tvarování paprsků (E . G ., Rychlá osa kolimační čočky) pro zlepšení jasu .
• Princip škálování výkonu: Zvýšením počtu emitorů (sloupců) a optimalizací tepelné správy, výstupní výkony lineárně při zachování kvality paprsku .

2. Fyzický základ laserů s více vlnovými délkami

• Emise s více vlnovými délkami v diodových laserech se spoléhají na inženýrské a laditelné emisní mechanismy:
• Semiconductor Bandgap Engineering: By using different quantum well materials (e.g., GaAs for ~800–1000 nm, InP for ~1300–1600 nm), multiple wavelengths can be generated within a single stack, 755nm 808nm 940nm 1064nm.
• Mechanismy ladění vlnových délek:
• Vyladění závislé na proudu: Nastavení injekčního proudu posune vlnovou délku emise v důsledku efektů hustoty nosiče .
• Teplotní ladění: Vytápění/ochlazování aktivní oblasti mění bandgap, což umožňuje úpravy jemných vlnových délek .

V laserovém zásobníku s více vlnovými délkami může být kombinace 755nm, 808nm, 940nm, 1064nm a dalších pásů flexibilně navržena podle požadavků na aplikace (jako je lékařské, průmyslové zpracování) .

Kombinace diodových laserů s více vlnovými délkami: Kombinace zásobníků:

1. Společná kombinovaná řešení pro více vlnových délek

(1) Kombinace s dvojitou vlnovou délkou
755nm + 808 nm

Aplikace: Lékařská krása (odstranění chloupků, vaskulární ošetření)

Poměr výkonu:

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

Funkce: 755nm cíle melanin, hluboké vytápění 808nm, synergicky zvyšující terapeutický účinek .

940nm + 1064 nm

Aplikace: Laserové čerpání (ND: YAG), průmyslové řezání

Poměr výkonu:

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

Funkce: 940nm přímé čerpání, doplnění energie 1064nm, zlepšení efektivity konverze .

(2) Kombinace tří vlnových délek
755nm + 808 nm + 1064 nm

Aplikace: multimodální lékařské ošetření (odstranění chloupků + lipolýza + koagulace)

Poměr výkonu:

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

Funkce: Pokrytí povrchových až hlubokých tkání, dosažení vrstveného ošetření .

808nm + 940 nm + 1064 nm

Aplikace: Vysoce výkonné čerpání (laser vlákna)

Poměr výkonu:

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

Funkce: Širokospektrum čerpání, odpovídající různé mediální mediální zisk (jako je YB, ND) .

(3) Kombinace se čtyř vlnové délky
755nm + 808 nm + 940 nm + 1064 nm

Aplikace: Vědecký výzkum, vojenský (řízená energie), multispektrální zpracování

Poměr výkonu:

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

Funkce: pokrytí plné pásma, vysoká flexibilita, ale složitá tepelná správa .

2. Počet sloupců vs . výstupní výstup

3. Úvahy o designu klíčů

• Optimalizace mezery vlnové délky:
• Vyvarujte se spektrálního překrývání (e . g ., 808nm a 940nm se snadněji kombinují kvůli dostatečnému rozestupování) .
• Tepelná správa:
• Stohy s více vlnovými délkami vyžadují nezávislé chlazení (E . g ., Microchannel Cooling + TEC) .
• Kvalita paprsku:
• Rychlá osa kolimace (čočky FAC) + tvarování pomalé osy pro snížení faktoru m² .
• Konfigurace řízená aplikací:
• Lékařský: Zaměřte se na 755nm/808nm s mírným výkonem (<300W).
• Průmyslový: Prioritize 940nm/1064nm with power >500W.

Aplikace laserových komínů s více vlnovými délkami

1. Lékařské a estetické aplikace

a) Systémy odstraňování chloupků

Kombinace vlnové délky: 755nm (2 bary) + 808 nm (3 bary) + 940 nm (2 bary)

Výkon: 350-450 w

Mechanismus:

755nm: Cílí melanin ve vlasových folikulech pro povrchní ošetření

808nm: proniká hlouběji, aby zničila kmenové buňky folikuly

940nm: Poskytuje rovnoměrné vytápění okolní tkáně pro snížení bolesti

Výhody:

Umožňuje ošetření všech typů pleti (Fitzpatrick I-VI)

30% rychlejší doby léčby ve srovnání se systémy s jednou vlnovou délkou

Snížené vedlejší účinky (erythema, puchýř) o 40%

b) Ošetření vaskulární léze

Konfigurace: 532nm (1 bar) + 755 nm (1 bar) + 1064 nm (2 bary)

Nastavení napájení:

532nm @ 10-20 w (povrchní plavidla)

755nm @ 30-50 w (Intermediate hloubka)

1064nm @ 40-80 w (hluboká lodě)

Klinické přínosy:

Simultánní ošetření pavoučích žil (0.1-1 mm) a hlubších varikosových žíly (3-8 mm)

Dynamické chlazení zabraňuje epidermálnímu poškození

92% míra odbavení po 2-3 relacích

2. Zpracování průmyslového materiálu

a) Systém svařování s více kovovými

Design zásobníku:

808nm (každý 6 barů @ 100W) pro absorpci mědi

940nm (každý 8 barů @ 120W) pro ocel/hliník

1064nm (4 bary @ 150W) pro hluboké pronikání

Metriky výkonu:

Svařovací rychlost: 8-12 m/min pro 1 mm nerezovou ocel

Poměr hloubky k šířce: 3: 1 pro měděné klouby

Snížení porozity: 60% ve srovnání se systémy s jednou vlnovou délkou

b) Přesné řezání kompozitů

Matice vlnové délky:

355nm (2 bary) pro čisté řezání polymerní matrice

1064nm (4 bary) pro odloučení z uhlíkových vláken

Řezání parametrů:

KERF WIDTH: 50-100 μm

HAZ (zóna ovlivněná teplem):<20μm

Propustnost: 5 × rychlejší než mechanické řezání

3. Vědecké a obranné aplikace

a) Systémy LiDAR pro atmosférické snímání

Spektrální konfigurace:

755nm (detekce vodní páry)

850nm (profilování aerosolu)

1064nm (analýza částic cloudu)

Charakteristiky pulsů:

Rychlost opakování 10 kHz

Šířka pulsu 5ns

Energie 1MJ/Pulse

Rozsah detekce:

Troposférická měření až 15 km

10 cm vertikální rozlišení

b) Řízené energetické systémy

Taktický design laseru:

808nm (12 barů) pro počáteční akvizici cíle

940nm (16 barů) pro tepelné oslabení

1064nm (8 barů) pro strukturální kompromis

Parametry zapojení:

Kvalita paprsku: m² <1,5

Hustota výkonu: 5 kW/cm² při 1 km

Doba bydlení:<3s for 5mm steel penetration

4. vznikající fotonické aplikace

A) Rozhraní kvantových výpočtů

Přesná kontrola vlnové délky:

755,214nm ± 0,001nm (manipulace s atomem RB)

1064,531nm ± 0,002nm (iont YB)

Požadavky na stabilitu:

<1MHz linewidth

0,01% kolísání výkonu

10^-6 drift vlnové délky/hodina

b) Biomedicínské zobrazování

Multispektrální systém OCT:

755nm (zobrazování epidermální vrstvy)

850nm (vizualizace kapilární sítě)

940nm (mapování podkožní tkáně)

Zobrazovací výkon:

Axiální rozlišení: 3 μm

Hloubka penetrace: 2,5 mm

Míra A-Scan: 200 kHz

Multi-wavelength diode laser stacks represent a significant leap forward in laser technology, enabling unprecedented versatility across medical, industrial, scientific, and defense applications. By strategically combining wavelengths such as 755nm, 808nm, 940nm, and 1064nm, these systems overcome the limitations of single-wavelength lasers, offering enhanced precision, efficiency, and Adaptabilita .

V lékařských a estetických ošetřeních umožňují hromádky s více vlnovými délkami terapie od odstranění chloupků na míru na míru na léčbu vaskulární léze podle různých hloubky tkáně a chromoforů současně . Průmyslové aplikací, včetně 5-průmyslových po poškození, přičemž 5} oficiálních po poškození {}}}}}}}}}}} {}} {}} { Využívá spektrální rozmanitost pro pokročilé snímání lidaru a vysoce energetické řízené aplikace . Vznikající pole, jako je kvantové výpočetní technika a biomedicínské zobrazování, dále demonstrují kritickou roli přesné kontroly vlnové délky v technologiích příští generace .

Kontaktní informace:

Pokud máte nějaké nápady, neváhejte s námi mluvit . Bez ohledu na to, kde jsou naši zákazníci a jaké jsou naše požadavky, budeme sledovat náš cíl, abychom našim zákazníkům poskytli vysoce kvalitní, nízké ceny a nejlepší služby .