Was ist ein Diodenlaser?

Die Frage scheint jetzt ein wenig alt zu sein. Wussten wir die Antwort schon lange nicht? Zumindest ist diese Technologie nicht nur gestern in den Markt eingetreten: Sie hat sich in der Industrie fest entschieden. Wie der Komponist Robert Schuman einmal sagte? "Es gibt kein Ende des Trainings." In der "Avia of Light", in der Diodenlaser auch eine Schlüsselrolle spielen, ist es sicherlich angebracht, eine tiefere Untersuchung der Grundlagen und möglichen Bereiche der Verwendung dieser Technologie durchzuführen. Ab heute möchten wir dies im Rahmen der Mini-Serie tun.

Grundlagen

Was ist ein Diodenlaser? Vielleicht sollten wir einen Schritt zurücktreten und fragen: Was sind Laser im Allgemeinen? Die Antwort beginnt mit Albert Einstein, der erstmals 1917 das Prinzip der erzwungenen Strahlung bestimmt hat. Dieses Prinzip besagt, dass ein angeregtes Elektron oder ein angeregtes Molekül Energie in Form von Licht liefern kann. Diese stimulierte Strahlung wird durch die Versorgung von Energie in das Verbesserung von Lichtmaterial (laseraktives Material oder Medium) idealerweise auf ein höheres Energieniveau (energisch angeregter Zustand) versetzt. Eine solche Energieversorgung wird in Bezug auf die Lasertechnologie als "Pumpen" bezeichnet. Wenn angeregte Elektronen oder Moleküle dann in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, wird zuvor absorbierte Energie in Form eines Lichtstrahls geliefert. Der Abkürzungslaser bedeutet dieses spezielle Phänomen in der heutigen allgemein anerkannten Verwendung: Stärkung des Lichts durch stimulierte Strahlung.

Welche Materialien eignen sich zur Verwendung als laseraktiver Umgebung? Es kann ein Gas- oder Gasgemisch, ein Kristall oder eine Flüssigkeit sein. Der Ausdruck „Gas- oder Feststoff -State -Laser“ ist genau mit diesen Optionen für Materialien und den daraus resultierenden Lasermerkmalen verbunden. Wie für den Diodenlaser? In diesen Lasern ist Laser-aktives Material ein Halbleiter, nämlich eine Laserdiode. Dies wurde 1962 entwickelt und erzeugt Laserlicht unter Verwendung kleiner kristalline Platten, die mit stimulierender Energie von einer Stromquelle geliefert werden. Daher wird es mit elektrischer Energie gepumpt.

Infolgedessen ist der Diodenlaser ein Halbleiterlaser, der daher seinen eigenen Spezialentyp von Laser bestimmt. Als alles begann, entstanden Zweifel daran, ob dieser Laser oder ein anderer Laser produktiv verwendet werden kann. Sogar der amerikanische Physiker Theodore Mayan, der 1960 den ersten funktionierenden Laser baute (Rubin Laser, dh ein fester Laser), erwartete zunächst nicht viel von seiner Erfindung und betrachtete es einfach als „Lösung, die nach einem Problem sucht“. Die Laserdiode wurde oben nicht bewertet. Erst als die Lasertechnologie 1969 erstmals in der Industrie eingesetzt wurde, nämlich für Schweißzeitfedern, trat ein Überdenken auf. In den nächsten Jahrzehnten eroberten Laserdioden in der Tat weiterhin wichtige Anwendungsbereiche in Bühnenausrüstung und Unterhaltungselektronik.

Das Funktionsprinzip des Betriebs von Laserdioden Laserline

Ihre Verwendung in der industriellen Verarbeitung von Materialien wurde jedoch nur aufgrund einer Änderung der Gestaltung des Lasers, nämlich der Entwicklung der Diodenlinie, möglich. Dies ist ein Kühler mit vielen Laserdioden, die nebeneinander installiert sind, was bedeutet, dass ein Diodenlaser mit Hunderten separater Laseremitters arbeiten kann. Dieser Ansatz wurde während seiner technologischen Entwicklung noch stärker erweitert. Hochleistungsdioden -Laser, wie die Laserline, die laserline produziert und verkauft, bestehen aus gefalteten Diodenlinien, die als Stapel bezeichnet werden. Abhängig von der Zielausgangsleistung können im Laser mehrere solcher Stapel vorhanden sein. In allen Laserdioden wird das abgestrahlte Licht auf optischer Ebene in den Stäben und Stopps kombiniert, und die Laserleistung wird zusammengefasst, um ein Hochleistungssystem zu erzeugen. Im Morgengrauen der industriellen Technologie von Diodenlasern war 1 kW eine ausreichende Zahl, damit die Menschen stolz sein würden. Heute werden Laserline -Diodenlaser in Standardkonfiguration in einem Leistungsbereich von 500 W bis 25 kW angeboten und mit speziellen Konfigurationen während der Tests können sogar 60 kW erreicht werden. Überraschenderweise kann mit der aktuellen Konstruktionsmethode 100 kW erreicht werden.

Diodenlaser sind jedoch nicht nur aufgrund ihrer hohen Ausgangsleistung eine Gewinnoption: Sie sind auch aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz beliebt. Mit der Ausgangseffizienz einer Steckdose von etwa 50 Prozent erreichen sie die beste Effizienz aller Arten von Lasern, die derzeit verfügbar sind. Und obwohl es in einem Diodenlaser notwendig ist, Strahlen von Hunderten separater Emitter zu kombinieren, erreicht die Technologie sogar sehr gute Fokussierungswerte. Laserline -Diodenlaser haben sich mit ihrer hohen Helligkeit etabliert. Mit anderen Worten, sie kombinieren ihre hohen Leistungskapazitäten, um eine hohe Qualität des Strahls zu erzeugen, dh hervorragende Fokussierungsfähigkeit. Was den Parameter des Bundle - der physische Parameter, der Informationen über die fokussierte Fähigkeit von Laserstrahlen liefert - können hervorragende Werte von bis zu 4 mm erreichen. Zusammen mit Prozessen mit hoher Qualität