Was ist eine Hochleistungs-Laserdiode?
Eine Hochleistungs-Laserdiode ist ein Laser, der mit einem Halbleiter als Laser-Gewinnmedium leuchtende Lichtstrahlen erzeugt. Eine Laserleistung, gemessen in Einheiten, die als Watts bezeichnet werden, ist die Rate, mit der der Laser Energie umwandelt. High Power ist kein genau definierter Begriff, und ihre Bedeutung variiert je nach Art des Lasers und der Anwendung des Lasers, aber eine Hochleistungs-Laserdiode ist normalerweise ein Laser mit einer Ausgabe in den Watts oder Kilowatt (KW) und unterscheidet es von den Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Laser-Lasern. Hochleistungslaserdioden werden für industrielle Anwendungen wie Heizung und Schweißen verwendet und auch zum optischen Pumpen von Hochleistungs-Festkörperlasern verwendet. Der Halbleiter besteht normalerweise aus Substanzen wie Indiumphosphid (INP) oder Galliumverbindungen wie GallenIum Nitrid (Gan) und Galliumarsenid (GaAs). Der Strom erhöht vorübergehend den Energieniveau der Halbleiterelektronen, und wenn sie wieder zu ihrem ursprünglichen Niveau fallen, wird die Energie in Form von Photonen emittiert, die dann in einen Strahl fokussiert werden. Laserdioden werden häufig in Arrays von einzelnen Laseremittern von nebeneinander zusammengefasst, die als Diodenstangen bezeichnet werden, die wiederum manchmal zu einem zweidimensionalen Array, der als Diodenstapel bezeichnet wird, weiter kombiniert werden.
Leistung ist im Laufe der Zeit die Energieleistung, wobei das Watt als eine Joule Energie pro Sekunde definiert ist. Die Leistung eines Lasers kann entweder auf die maximale Anzahl von Watt, die sie während eines kurzen Impulses erzeugen kann, beziehen, oder die durchschnittliche Anzahl von Watt, die sie über einen längeren Zeitraum ausgeben kann, der als durchschnittliche Leistung bezeichnet wird. Laser sind einem Kompromiss zwischen Strahlmacht und Strahlqualität ausgesetzt, was sich darauf bezieht, wie fokussiert der Strahl ist. Dies wirkt sich darauf aus, wie präzise der Strahl ca.n sein und wie gut es in der Lage ist, fokussierte Energie in größeren Entfernungen zu liefern. Die Strahlqualität kann durch verschiedene Designmerkmale des Lasers verbessert werden, aber leistungsfähigere Laser haben eine niedrigere Strahlqualität als weniger leistungsstarke Laser, alle anderen Dinge sind gleich.
Eine Hochleistungs-Laserdiode hat normalerweise eine relativ schlechte Strahlqualität und erzeugt einen Strahl mit hoher Divergenz, was bedeutet, dass sich die Photonen im Strahl schnell ausbreiten, wenn sie nach vorne fahren. Infolgedessen werden sie am häufigsten für Anwendungen verwendet, die in kurzer Reichweite durchgeführt werden können und keine extreme Präzision erfordern. Hochleistungslaserdioden werden in der Industrie häufig zu Zwecken wie Löten, Schweißen und Wärmebehandlung eingesetzt.
Eine Hochleistungs-Laserdiode kann auch als optische Pumpe verwendet werden, eine Lichtquelle, die andere Laser versorgt. In einem diodengepumpten Festkörperlaser feuert eine Hochleistungs-Laserdiode einen Lichtstrahl in das Gewinnmedium des Festkörperlasers. Das Festkörperverstärkungsmedium ist normalerweise ein Glas oder KristallinMaterial wie Corundum oder Yttrium Aluminium -Granat mit Metallionen dotiert. Das Licht aus dem Diodenlaser wird das Festkörperverstärkungsmedium anneuert, das wiederum Licht erzeugt, das in einen Strahl mit höherer Strahlqualität konzentriert werden kann, als eine Hochleistungs-Laserdiode von selbst produzieren könnte.