In moderne opto-elektroniese tegnologie staan halfgeleierlasers uit met hul kompakte struktuur, hoë doeltreffendheid en vinnige reaksie. Hulle speel 'n noodsaaklike rol in velde soos kommunikasie, gesondheidsorg, industriële verwerking en waarneming/afstandsmeting. Wanneer die werkverrigting van halfgeleierlasers egter bespreek word, word een skynbaar eenvoudige, maar uiters belangrike parameter - die werksiklus - dikwels oor die hoof gesien. Hierdie artikel delf in die konsep, berekening, implikasies en praktiese betekenis van die werksiklus in halfgeleierlaserstelsels.
1. Wat is 'n diensiklus?
Diensiklus is 'n dimensielose verhouding wat gebruik word om die verhouding van tyd te beskryf wat 'n laser in die "aan"-toestand is binne een periode van 'n herhalende sein. Dit word tipies as 'n persentasie uitgedruk. Die formule is: Diensiklus = (Pulswydte/Pulsperiode)×100%. Byvoorbeeld, as 'n laser elke 10 mikrosekondes 'n puls van 1 mikrosekonde uitstraal, is die werksiklus: (1 μs/10 μs) × 100% = 10%.
2. Waarom is die dienssiklus belangrik?
Alhoewel dit slegs 'n verhouding is, beïnvloed die werksiklus direk die laser se termiese bestuur, lewensduur, uitsetkrag en algehele stelselontwerp. Kom ons ontleed die belangrikheid daarvan:
① Termiese Bestuur en Toestelleeftyd
In hoëfrekwensie-pulsbedrywighede beteken 'n laer werksiklus langer "af"-tye tussen pulse, wat die laser help afkoel. Dit is veral voordelig in hoëkragtoepassings, waar die beheer van die werksiklus termiese spanning kan verminder en die toestel se lewensduur kan verleng.
② Uitsetkrag en Optiese Intensiteitsbeheer
'n Hoër werksiklus lei tot groter gemiddelde optiese uitset, terwyl 'n laer werksiklus die gemiddelde krag verminder. Die aanpassing van die werksiklus maak voorsiening vir fyn afstemming van uitsetenergie sonder om die piek-aandrywingsstroom te verander.
③ Stelselrespons en seinmodulasie
In optiese kommunikasie- en LiDAR-stelsels beïnvloed die werksiklus direk reaksietyd en modulasieskemas. Byvoorbeeld, in gepulseerde laserafstandsmeting verbeter die instelling van die regte werksiklus die opsporing van eggo-seine, wat beide die akkuraatheid van die meting en frekwensie verbeter.
3. Toepassingsvoorbeelde van Diensiklus
① LiDAR (Laserdeteksie en -afstandbepaling)
In 1535nm laser-afstandsmodules word 'n lae-dienssiklus, hoë-piek pulskonfigurasie tipies gebruik om beide langafstandopsporing en oogveiligheid te verseker. Dienssiklusse word dikwels tussen 0.1% en 1% beheer, wat hoë piekvermoë balanseer met veilige, koel werking.
② Mediese lasers
In toepassings soos dermatologiese behandelings of laserchirurgie, lei verskillende werksiklusse tot verskillende termiese effekte en terapeutiese uitkomste. 'n Hoë werksiklus veroorsaak volgehoue verhitting, terwyl 'n lae werksiklus onmiddellike gepulseerde ablasie ondersteun.
③ Industriële Materiaalverwerking
In lasermerk en sweiswerk beïnvloed die werksiklus hoe energie in materiale neergelê word. Die aanpassing van die werksiklus is die sleutel tot die beheer van graveerdiepte en sweispenetrasie.
4. Hoe om die regte werksiklus te kies?
Die optimale werksiklus hang af van die spesifieke toepassing en lasereienskappe:
①Lae werksiklus (<10%)
Ideaal vir hoëpiek-, kortpulstoepassings soos afstandsmeting of presisie-markering.
②Medium Diensiklus (10%–50%)
Geskik vir hoë-herhaling gepulseerde laserstelsels.
③Hoë werksiklus (>50%)
Benaderende deurlopende golf (KW) werking, gebruik in toepassings soos optiese pomping en kommunikasie.
Ander faktore om te oorweeg sluit in termiese dissipasievermoë, drywerkringprestasie en die laser se termiese stabiliteit.
5. Gevolgtrekking
Alhoewel klein, is die werksiklus 'n sleutelontwerpparameter in halfgeleierlaserstelsels. Dit beïnvloed nie net die werkverrigting nie, maar ook die langtermynstabiliteit en betroubaarheid van die stelsel. In toekomstige laserontwikkeling en -toepassing sal presiese beheer en buigsame gebruik van die werksiklus van kritieke belang wees om stelseldoeltreffendheid te verbeter en innovasie moontlik te maak.
Indien u meer vrae het oor laserparameterontwerp of -toepassings, kontak ons gerus of los 'n opmerking. Ons is hier om te help!
Plasingstyd: 9 Julie 2025