¿Qué es un diodo láser de alta potencia?
Un diodo láser de alta potencia es un láser que produce haces de luz de alta potencia usando un semiconductor como medio de ganancia del láser. La potencia de un láser, medido en unidades llamadas vatios, es la velocidad a la que el láser convierte la energía. La alta potencia no es un término definido con precisión, y su significado varía según el tipo de láser y la aplicación del láser, pero un diodo láser de alta potencia suele ser un láser con una salida en los watts o kilovatios (KW), lo que lo distingue de los diodos láser de range de miliwatts utilizados para aplicaciones tales tales tales láser y óptimos de las discos de las discursos. Los diodos láser de alta potencia se utilizan para aplicaciones industriales como calefacción y soldadura y también se usan para bombear ópticamente láseres de estado sólido de alta potencia.
Un diodo láser produce un haz de luz al bombear energía en forma de electricidad en un semiconductor, que sirve como el medio de ganancia láser. El semiconductor generalmente está compuesto por sustancias como compuestos de fosfuro de indio (INP) o galio como GallNitruro IUM (GaN) y Arsenide de Gallium (GaAs). La electricidad eleva temporalmente el nivel de energía de los electrones del semiconductores, y cuando vuelven a su nivel original, la energía se emite en forma de fotones, que luego se centran en una viga. Los diodos láser a menudo se agrupan en matrices de emisores láser individuales de lado a lado llamados barras de diodo, que a su vez a veces se combinan aún más en una matriz bidimensional llamada pila de diodos.
La potencia es la salida de energía con el tiempo, con el vatio definido como un julio de energía por segundo. La potencia de un láser puede referirse al número máximo de vatios que puede producir durante un pulso corto, llamado potencia máxima, o el número promedio de vatios que puede emitir durante un período prolongado, llamado potencia promedio. Los láseres enfrentan una compensación entre la potencia del haz y la calidad del haz, que se refiere a cuán enfocado está el haz. Esto afecta cuán preciso es el haz can ser y qué tan bien puede entregar energía enfocada a mayor distancias. La calidad del haz se puede mejorar a través de varias características de diseño del láser, pero los láseres más potentes tienen una calidad de haz más baja que los láseres menos potentes, todas las demás cosas son iguales.
Un diodo láser de alta potencia generalmente tiene una calidad de haz relativamente pobre y produce un haz con alta divergencia, lo que significa que los fotones en el haz se extienden rápidamente a medida que viajan hacia adelante. En consecuencia, se usan más comúnmente para aplicaciones que se pueden hacer a corto rango y no requieren una precisión extrema. Los diodos láser de alta potencia se usan comúnmente en la industria para fines como soldadura, soldadura y tratamiento térmico.
Un diodo láser de alta potencia también se puede usar como una bomba óptica, una fuente de luz que alimenta otros láseres. En un láser de estado sólido con bombas de diodo, un diodo láser de alta potencia dispara un haz de luz en el medio de ganancia del láser de estado sólido. El medio de ganancia de estado sólido suele ser un vidrio o cristalinoMaterial, como el corundum o el granate de aluminio Ytrio dopado con iones metálicos. La luz del láser de diodo energiza el medio de ganancia de estado sólido, que a su vez comienza a producir luz que puede centrarse en un haz con una calidad de haz más alta que un diodo láser de alta potencia podría producir por sí solo.
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