قضيب ثنائي الليزر: القوة الأساسية وراء تطبيقات الليزر عالية الطاقة

مع استمرار تطور تكنولوجيا الليزر، تتزايد أنواع مصادر الليزر تنوعاً. ومن بينها، يبرز قضيب ثنائي الليزر بفضل قدرته العالية، وبنيته المدمجة، وإدارته الحرارية الممتازة، مما يجعله مكوناً أساسياً في مجالات مثل المعالجة الصناعية، والتجميل الطبي، ومصادر الضخ، والبحث العلمي.

1. ما هو شريط الصمام الثنائي الليزري؟

شريط ثنائي الليزر، المعروف أيضًا باسم مصفوفة ثنائيات الليزر، هو جهاز ليزر شبه موصل عالي الطاقة، يتكون من دمج وحدات باعثة لليزر متعددة على ركيزة مشتركة واحدة. يبلغ عرض كل وحدة باعثة عادةً حوالي 100 ميكرومتر، بينما يتراوح العرض الإجمالي للشريط من عدة ملليمترات إلى سنتيمترات. ونظرًا لترتيب وحدات الليزر المتعددة جنبًا إلى جنب، يمكن لأشرطة ثنائيات الليزر توفير طاقة مستمرة أو نبضية تتراوح من عشرات الواط إلى أكثر من كيلوواط.

2. الميزات الرئيسية

① كثافة طاقة عالية

تدمج قضبان الصمام الثنائي الليزري عدة مصادر باعثة في مساحة صغيرة لتوفير طاقة عالية للغاية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من الطاقة.

② إدارة حرارية ممتازة

يتوافق هيكل الشريط مع تقنيات التغليف المختلفة، مثل AuSn (الذهب والقصدير)، والإنديوم بالكامل، والتغليف الهجين، مما يعزز تبديد الحرارة، ويطيل عمر الجهاز، ويضمن التشغيل المستقر على المدى الطويل.

③ أطوال موجية قابلة للتخصيص

بحسب التطبيق، يمكن تصميم قضبان ثنائيات الليزر لأطوال موجية تشغيلية مختلفة، مثل 808 نانومتر، و915 نانومتر، و940 نانومتر، و976 نانومتر. كما تتوفر خدمة تخصيص الأطوال الموجية لتلبية الاحتياجات الخاصة لمختلف المواد والأنظمة.

④ تشكيل الحزم المرنة

على الرغم من أن جودة شعاع قضبان الصمام الثنائي الليزري تكون عمومًا أقل من جودة شعاع الليزر أحادي النمط، إلا أنه يمكن استخدام المكونات البصرية مثل مصفوفات العدسات، واقتران الألياف، وأنظمة العدسات الدقيقة لتجميع أو تركيز الشعاع، مما يعزز التكامل والمرونة في تطبيقات النظام.

3. مجالات التطبيق

① التصنيع الصناعي

تُستخدم قضبان ثنائي الليزر في لحام البلاستيك، والمعالجة الحرارية للمعادن، والتنظيف بالليزر، والتعليم، وتوفر نسبة ممتازة بين التكلفة والأداء في الأنظمة التي تتطلب مصادر ليزر عالية الطاقة.

٢- طبي وتجميلي

فعلى سبيل المثال، تُستخدم قضبان ليزر الديود ذات الطول الموجي 808 نانومتر على نطاق واسع في أجهزة إزالة الشعر بالليزر. فهي توفر طاقة عالية وعمق اختراق متوسط، مما يؤدي إلى تدمير بصيلات الشعر بفعالية دون إتلاف الأنسجة المحيطة.

③ مصادر الضخ لأشعة الليزر الليفية

في أنظمة الليزر الليفي عالية الطاقة، غالبًا ما تُستخدم قضبان ثنائي الليزر كمصادر ضخ لإثارة الألياف المطعمة بالإيتربيوم أو الإربيوم، مما يلعب دورًا لا غنى عنه في بناء أنظمة الليزر عالية الطاقة.

④ البحث العلمي والدفاع

تُستخدم قضبان الصمام الثنائي الليزري على نطاق واسع في التقنيات المتقدمة مثل تجارب فيزياء الطاقة العالية، و LiDAR، والاتصالات الليزرية، وذلك بفضل مخرجاتها المستقرة وخصائصها القابلة للتخصيص.

مع استمرار ارتفاع متطلبات الأداء لأنظمة الليزر، تتطور قضبان ثنائيات الليزر نحو طاقة أعلى، وموثوقية أكبر، وأحجام أصغر، وتكاليف أقل. وباعتبارها مكونًا أساسيًا في أنظمة تطبيقات الليزر، تُستخدم قضبان ثنائيات الليزر على نطاق واسع في مجالات التكنولوجيا المتقدمة. ومع التطورات التكنولوجية المستمرة ونضج سلسلة التوريد، يُتوقع أن تتمتع قضبان ثنائيات الليزر بآفاق سوقية أوسع وأن تضطلع بدور استراتيجي أكبر في المستقبل.