什么是高功率激光二极管(High-Power Laser Diode)?

高功率激光二极管是一种利用半导体作为激光增益介质产生高功率光束的激光器。激光功率(单位为瓦)是指激光转换能量的速率。高功率不是一个精确定义的术语,其含义因激光器的类型和用途而异,但大功率半导体激光器通常是输出...
高功率激光二极管是一种利用半导体作为激光增益介质产生高功率光束的激光器。激光功率(单位为瓦)是指激光转换能量的速率。高功率不是一个精确定义的术语,其含义因激光器的类型和用途而异,但大功率半导体激光器通常是输出功率为瓦特或千瓦(kW)的激光器,区别于用于激光指示器和光盘阅读器等应用的毫瓦级激光二极管。大功率激光二极管用于加热和焊接等工业应用,也用于光学泵送高功率固体激光器。
高功率激光切割机可用于切割金属。
激光二极管通过将电能形式的能量泵入半导体产生光束,半导体通常由磷化铟(InP)或氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等镓化合物组成,电能暂时提高半导体电子的能级,当它们回落到原来的水平时,能量以光子的形式发射出来,然后聚焦到光束中。激光二极管通常被分为一组并排的单个激光发射器,称为二极管棒,这些二极管棒有时又进一步组合成一个称为二极管堆栈的二维阵列。
高功率激光二极管用于某些类型的面部表面修整和美容消融治疗。
功率是随着时间的推移而输出的能量,瓦特定义为1焦耳每秒的能量激光功率可以是指它在短脉冲中所能产生的最大功率,即峰值功率,也可以是它在较长时间内所能输出的平均功率,即平均功率,指光束的聚焦程度。这会影响光束的精确程度以及在更大距离上传递聚焦能量的能力。光束质量可以通过激光器的各种设计特性得到改善,但功率更大的激光器的光束质量比功率更小的激光器的光束质量低,所有其他条件都相同。
大功率激光二极管通常光束质量较差,产生发散度较大的光束,这意味着光束中的光子在向前传播时会迅速扩散,它们通常用于可在短距离内完成且不需要极高精度的应用。高功率激光二极管通常用于工业中的焊接、焊接和热处理等目的。
高功率激光二极管也可用作光泵,一种为其它激光器提供能量的光源。在二极管泵浦的固体激光器中,大功率激光二极管将光束射入固体激光器的增益介质。固体增益介质通常是玻璃或晶体材料,例如掺杂了金属离子的刚玉或钇铝石榴石,半导体激光器发出的光为固态增益介质提供能量,而固态增益介质又开始产生能聚焦成光束的光,其光束质量比高功率激光二极管自身产生的光束质量要高。
  • 发表于 2020-07-10 12:31
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  • 分类:技术

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