Laser xanh thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ nghiên cứu khoa học đến chế biến công nghiệp và điện tử tiêu dùng.laser xanh phải đối mặt với một số thách thức thất bại có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của chúngHiểu các chế độ thất bại này và nguyên nhân cơ bản của chúng là điều cần thiết cho các kỹ sư và người dùng muốn tối đa hóa độ tin cậy và hiệu quả của thiết bị laser.
1. Chuyển chế độ
Mode hopping xảy ra khi tần số đầu ra của laser đột nhiên nhảy giữa các chế độ cộng hưởng khác nhau trong khoang laser.Sự bất ổn này dẫn đến biến động trong bước sóng và sức mạnh đầu ra của laser, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến các ứng dụng đòi hỏi ánh sáng chính xác và ổn định.
Các nguyên nhân chính gây ra chuyển đổi chế độ bao gồm thay đổi nhiệt độ, rung động cơ học và biến đổi dòng phun.Ngay cả những thay đổi nhỏ trong chiều dài khoang hoặc chỉ số khúc xạ cũng làm thay đổi tình trạng cộng hưởngQuản lý sự ổn định nhiệt và giảm thiểu căng thẳng cơ học có thể giúp giảm vấn đề này.
2. Sự suy giảm năng lượng
Sự suy giảm điện năng biểu hiện như một sự giảm dần sức mạnh đầu ra và tăng dòng ngưỡng của laser.
-
Sự hình thành và tăng trưởng của khiếm khuyếtbên trong tinh thể laser, chẳng hạn như trục trặc và khiếm khuyết điểm tối, làm tăng tái kết hợp không phóng xạ và làm giảm hiệu quả.
-
Thiệt hại quang học trên gương hoặc lớp phủ, đặc biệt là ở mức năng lượng cao, làm tăng hấp thụ và sưởi ấm địa phương, đôi khi dẫn đến thiệt hại quang học thảm khốc.
-
Sự suy giảm giao diện vật liệuTrong khu vực hoạt động, nơi phân tán nguyên tử và căng thẳng nhiệt làm suy giảm các cấu trúc giếng lượng tử quan trọng cho phát xạ laser.
-
Sự lão hóa điện cực và quá tải hiện tại, dẫn đến tiêm dòng không đồng đều và quá nóng tại chỗ.
3. Crystal Damage
Thiệt hại tinh thể đề cập đến các khiếm khuyết vật lý và thiệt hại bên trong vùng hoạt động của laser hoặc các vật liệu xung quanh.
-
Sự hình thành và lây lan của các mạng trục trặc làm suy yếu sự kết hợp lại electron-hole.
-
Các vết nứt nhỏ được tạo ra bởi chu kỳ nhiệt và căng thẳng cơ học.
-
Phân tán tạp chất và suy giảm các giao diện cấu trúc khác nhau làm gián đoạn tác dụng hiệu quả của laser.
-
Các đốm cháy tại các bề mặt quang học do hấp thụ ánh sáng cường độ cao, được gọi là tổn thương quang học thảm khốc, có thể vô hiệu hóa vĩnh viễn laser.
4Các vấn đề quản lý nhiệt
Nhiệt là một kẻ thù quan trọng của laser xanh.
-
Nhiệt độ tăng quá mức gây ra sự mở rộng vật liệu và căng thẳng.