Dalam aplikasi laser moden, kualiti pancaran telah menjadi salah satu metrik yang paling penting untuk menilai prestasi keseluruhan laser. Sama ada ia'Dalam pemotongan ketepatan peringkat mikron dalam pembuatan atau pengesanan jarak jauh dalam julat laser, kualiti pancaran selalunya menentukan kejayaan atau kegagalan aplikasi.
Jadi, apakah sebenarnya kualiti pancaran? Bagaimanakah ia mempengaruhi prestasi laser? Dan bagaimanakah seseorang boleh memilih kualiti pancaran yang betul untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu?
1. Apakah Kualiti Rasuk?
Secara ringkasnya, kualiti pancaran merujuk kepada ciri-ciri perambatan ruang pancaran laser. Ia menerangkan sejauh mana pancaran boleh difokuskan, sifat pencapahannya dan sejauh mana tenaganya diagihkan secara seragam.
Dalam kes yang ideal, pancaran laser menyerupai pancaran Gaussian yang sempurna, menampilkan sudut divergensi terkecil dan prestasi pemfokusan terbaik. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh faktor seperti struktur sumber, sifat bahan dan kesan haba, pancaran laser dunia sebenar sering mengalami penyebaran, herotan atau gangguan berbilang mod.—sekali gus mengurangkan kualiti pancaran.
2. Petunjuk Kualiti Rasuk Biasa
①M² Faktor (Faktor Perambatan Rasuk)
The M² nilai merupakan parameter utama yang digunakan untuk menilai kualiti rasuk.
M² = 1 menunjukkan pancaran Gaussian yang sempurna.
M² > 1 bermakna kualiti pancaran merosot dan keupayaan pemfokusan menjadi lebih teruk.
Dalam aplikasi perindustrian, M² nilai di bawah 1.5 biasanya diperlukan, manakala laser gred saintifik bertujuan untuk M² nilai sedekat mungkin dengan 1.
②Perbezaan Rasuk
Perbezaan pancaran menerangkan berapa banyak pancaran laser mengembang apabila ia merambat dalam jarak yang jauh.
Sudut divergensi yang lebih kecil bermakna pancaran yang lebih pekat, titik fokus yang lebih kecil, dan ketepatan yang lebih tinggi pada jarak yang lebih jauh.
③Profil Rasuk dan Pengagihan Tenaga
Rasuk berkualiti tinggi harus mempunyai profil rasuk yang simetri dan seragam dengan pusat keamatan tinggi. Ini memastikan output tenaga yang jelas dan terkawal untuk pemotongan, penandaan dan aplikasi lain.
3. Bagaimana Kualiti Rasuk Mempengaruhi Aplikasi Dunia Sebenar
①Pemprosesan Ketepatan (Pemotongan/Kimpalan/Penandaan):
Kualiti pancaran menentukan saiz titik fokus dan ketumpatan tenaga, sekali gus memberi kesan kepada ketepatan dan kecekapan pemesinan.
②Laser Perubatan:
Kualiti pancaran mempengaruhi seberapa tepat tenaga dihantar ke tisu dan seberapa baik resapan haba dikawal.
③Pengisaran Laser / LIDAR:
Kualiti pancaran secara langsung mempengaruhi julat pengesanan dan resolusi ruang.
④Komunikasi Optik:
Kualiti pancaran mempengaruhi ketulenan mod isyarat dan kapasiti lebar jalur.
⑤Penyelidikan Saintifik:
Kualiti pancaran memastikan kekoherenan dan kestabilan dalam gangguan atau eksperimen optik tak linear.
4. Faktor Utama yang Mempengaruhi Kualiti Rasuk
①Reka Bentuk Struktur Laser:
Laser mod tunggal biasanya menawarkan kualiti pancaran yang lebih baik daripada laser berbilang mod.
②Reka Bentuk Medium & Resonator Gain:
Ini mempengaruhi taburan mod dan kestabilan rasuk.
③Pengurusan Kesan Terma:
Pelesapan haba yang lemah boleh menyebabkan kanta haba dan herotan pancaran.
④Keseragaman Pam & Struktur Pandu Gelombang:
Pam yang tidak sekata atau kecacatan struktur boleh menyebabkan degradasi bentuk rasuk.
5. Cara Meningkatkan Kualiti Rasuk
①Optimumkan Senibina Peranti:
Gunakan pandu gelombang mod tunggal dan reka bentuk resonator simetri.
②Pengurusan Terma:
Integrasikan sink haba yang cekap atau penyejukan aktif untuk mengurangkan herotan pancaran yang disebabkan oleh terma.
③Optik Pembentuk Rasuk:
Gunakan kolimator, penapis ruang atau penukar mod.
④Kawalan & Maklum Balas Digital:
Gunakan pengesanan muka gelombang masa nyata dan optik adaptif untuk mencapai pembetulan dinamik.
6. Kesimpulan
Kualiti pancaran lebih daripada sekadar parameter fizikal—it's yang"kod ketepatan"laser'prestasi s.
Dalam aplikasi dunia sebenar, kualiti pancaran yang tinggi boleh meningkatkan kecekapan, ketepatan dan kebolehpercayaan sistem laser dengan ketara. Bagi pengguna yang mahukan prestasi dan konsistensi yang tinggi, kualiti pancaran harus menjadi pertimbangan utama apabila memilih laser.
Memandangkan teknologi laser terus berkembang, kita boleh menjangkakan kawalan pancaran yang lebih baik dalam peranti yang lebih kecil dan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi.—membuka jalan untuk kemungkinan baharu dalam pembuatan termaju, perubatan jitu, aeroangkasa dan seterusnya.
Masa siaran: 22 Julai 2025