ລະຫັດຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງເລເຊີ: ການວິເຄາະທີ່ສົມບູນແບບຂອງຄຸນນະພາບຂອງແສງ

ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ laser ທີ່ທັນສະໄຫມ, ຄຸນນະພາບ beam ໄດ້ກາຍເປັນຫນຶ່ງໃນ metrics ທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດສໍາລັບການປະເມີນປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງ laser ໄດ້. ບໍ່ວ່າຈະເປັນ's ການຕັດຄວາມແມ່ນຍໍາລະດັບ micron ໃນການຜະລິດຫຼືການຊອກຄົ້ນຫາໄລຍະໄກໃນລະດັບ laser, ຄຸນນະພາບ beam ມັກຈະກໍານົດຜົນສໍາເລັດຫຼືຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.

ດັ່ງນັ້ນ, ຄຸນນະພາບ beam ແມ່ນຫຍັງ? ມັນມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງເລເຊີ? ແລະວິທີການຫນຶ່ງສາມາດເລືອກຄຸນນະພາບ beam ທີ່ເຫມາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ?

1. ຄຸນນະພາບ Beam ແມ່ນຫຍັງ?

ເວົ້າງ່າຍໆ, ຄຸນນະພາບ beam ໝາຍ ເຖິງຄຸນລັກສະນະການຂະຫຍາຍພັນທາງກວ້າງຂອງແສງຂອງເລເຊີ. ມັນອະທິບາຍວ່າລຳແສງສາມາດສຸມໃສ່ໄດ້ດີປານໃດ, ພຶດຕິກຳຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມັນ, ແລະພະລັງງານຂອງມັນຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເປັນເອກະພາບ.

ໃນກໍລະນີທີ່ເຫມາະສົມ, ລໍາແສງເລເຊີຄ້າຍຄືກັບ beam Gaussian ທີ່ສົມບູນແບບ, ມີມຸມ divergence ນ້ອຍທີ່ສຸດແລະການປະຕິບັດການສຸມໃສ່ທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກປັດໃຈເຊັ່ນ: ໂຄງສ້າງແຫຼ່ງ, ຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ, ແລະຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນ, ລໍາແສງເລເຊີໃນໂລກທີ່ແທ້ຈິງມັກຈະທົນທຸກຈາກການແຜ່ກະຈາຍ, ການບິດເບືອນ, ຫຼືການລົບກວນ multimode.—ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນຄຸນນະພາບ beam.

2. ຕົວຊີ້ວັດຄຸນນະພາບ Beam ທົ່ວໄປ

①M² ປັດໄຈ (Beam Propagation Factor)

ມ² ຄ່າແມ່ນຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະເມີນຄຸນນະພາບຂອງ beam.

M² = 1 ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງ beam Gaussian ທີ່ສົມບູນແບບ.

M² > 1 ຫມາຍຄວາມວ່າຄຸນນະພາບຂອງ beam ຫຼຸດລົງ, ແລະຄວາມສາມາດສຸມໃສ່ການຮ້າຍແຮງຂຶ້ນ.

ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ, M² ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຄ່າທີ່ຕ່ຳກວ່າ 1.5 ແມ່ນຕ້ອງການ, ໃນຂະນະທີ່ເລເຊີລະດັບວິທະຍາສາດແນໃສ່ M² ຄ່າໃກ້ຄຽງກັບ 1 ເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້.

②Beam Divergence

Beam divergence ອະ ທິ ບາຍ ຫຼາຍ ປານ ໃດ beam laser ຂະ ຫຍາຍ ຕົວ ເປັນ ມັນ ແຜ່ ຂະ ຫຍາຍ ໃນ ໄລ ຍະ ທາງ ຍາວ .
ມຸມຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ນ້ອຍກວ່າໝາຍເຖິງ beams ທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນກວ່າ, ຈຸດໂຟກັສນ້ອຍກວ່າ, ແລະຄວາມແມ່ນຍໍາຫຼາຍກວ່າໃນໄລຍະໄກ.

③Beam Profile ແລະການກະຈາຍພະລັງງານ

beam ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຄວນມີຄວາມສົມມາດ, ໂຄງສ້າງ beam ເປັນເອກະພາບທີ່ມີສູນກາງທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງ. ນີ້ຮັບປະກັນຜົນຜະລິດພະລັງງານທີ່ຊັດເຈນແລະສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ສໍາລັບການຕັດ, ເຄື່ອງຫມາຍ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນໆ.

3. ຄຸນນະພາບຂອງ Beam ມີຜົນກະທົບແນວໃດກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນໂລກທີ່ແທ້ຈິງ

①ການປະມວນຜົນຄວາມແມ່ນຍໍາ (ຕັດ / ການເຊື່ອມ / ເຄື່ອງໝາຍ):
ຄຸນນະພາບຂອງ beam ກໍານົດຂະຫນາດຈຸດປະສານງານແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເຄື່ອງຈັກແລະປະສິດທິພາບ.

②ເລເຊີທາງການແພດ:
ຄຸນ​ນະ​ພາບ​ຂອງ beam ມີ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​ວິ​ທີ​ການ​ພະ​ລັງ​ງານ​ທີ່​ຖືກ​ຕ້ອງ​ຖືກ​ສົ່ງ​ໄປ​ຍັງ​ເນື້ອ​ເຍື່ອ​ແລະ​ວິ​ທີ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ໄດ້​ດີ.

③ໄລຍະເລເຊີ / LIDAR:
ຄຸນ​ນະ​ພາບ Beam ມີ​ອິດ​ທິ​ພົນ​ໂດຍ​ກົງ​ລະ​ດັບ​ການ​ກວດ​ສອບ​ແລະ​ຄວາມ​ລະ​ອຽດ​ທາງ​ກວ້າງ​ຂວາງ​.

④Optical Communication:
ຄຸນນະພາບຂອງ beam ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມບໍລິສຸດຂອງໂຫມດສັນຍານແລະຄວາມອາດສາມາດແບນວິດ.

⑤ການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ:
ຄຸນນະພາບ beam ຮັບປະກັນຄວາມສອດຄ່ອງແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນການແຊກແຊງຫຼືການທົດລອງ optical nonlinear.

4. ປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງ Beam

①ການອອກແບບໂຄງສ້າງເລເຊີ:
ເລເຊີໂໝດດຽວປົກກະຕິແລ້ວໃຫ້ຄຸນນະພາບຂອງລຳແສງດີກວ່າເລເຊີຫຼາຍໂໝດ.

②ໄດ້ຮັບການອອກແບບຂະຫນາດກາງ & Resonator:
ການແຜ່ກະຈາຍຮູບແບບອິດທິພົນເຫຼົ່ານີ້ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ beam.

③ການຈັດການຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນ:
ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີສາມາດນໍາໄປສູ່ການສະທ້ອນຄວາມຮ້ອນແລະການບິດເບືອນຂອງ beam.

④Pump Uniformity & Waveguide Structure:
ການສູບນ້ໍາທີ່ບໍ່ສະເຫມີກັນຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງໂຄງສ້າງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການເຊື່ອມໂຊມຂອງຮູບຮ່າງຂອງ beam.

5. ວິທີການປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງ Beam

①ປັບແຕ່ງສະຖາປັດຕະຍະກໍາອຸປະກອນ:
ໃຊ້ waveguides ຮູບແບບດຽວ ແລະການອອກແບບ resonator symmetric.

②ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ:
ປະສົມປະສານການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼືຄວາມເຢັນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການບິດເບືອນຂອງລໍາໄຟທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນ.

③Beam-Shaping Optics:
ນຳໃຊ້ຕົວກອງປະສົມ, ຕົວກອງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ ຫຼື ຕົວແປງໂໝດ.

④ການຄວບຄຸມດິຈິຕອນ & ຄໍາຕິຊົມ:
ນຳໃຊ້ການກວດຈັບໜ້າຄື້ນແບບສົດໆ ແລະ ປັບຕົວປັບໄດ້ເພື່ອບັນລຸການແກ້ໄຂແບບເຄື່ອນໄຫວ.

6. ບົດສະຫຼຸບ

ຄຸນນະພາບຂອງ beam ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາພຽງແຕ່ຕົວກໍານົດການທາງດ້ານຮ່າງກາຍ—it's ໄດ້“ລະຫັດຄວາມແມ່ນຍໍາ”ຂອງ laser ໄດ້'s ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​.
ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນໂລກທີ່ແທ້ຈິງ, ຄຸນນະພາບ beam ສູງສາມາດເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບ, ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງລະບົບເລເຊີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສໍາລັບຜູ້ໃຊ້ກໍາລັງຊອກຫາປະສິດທິພາບສູງແລະຄວາມສອດຄ່ອງ, ຄຸນນະພາບ beam ຄວນພິຈາລະນາທີ່ສໍາຄັນໃນເວລາທີ່ເລືອກເລເຊີ.

ໃນຂະນະທີ່ເທກໂນໂລຍີເລເຊີສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ພວກເຮົາສາມາດຄາດຫວັງວ່າການຄວບຄຸມ beam ທີ່ດີກວ່າໃນອຸປະກອນຂະຫນາດນ້ອຍແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ.—ປູທາງສໍາລັບຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃຫມ່ໃນການຜະລິດກ້າວຫນ້າ, ຢາປົວພະຍາດທີ່ຊັດເຈນ, ຍານອາວະກາດ, ແລະນອກເຫນືອການ.