مع تطور تكنولوجيا الليزر، تتنوع أنواع مصادر الليزر بشكل متزايد. ومن بينها، يتميز قضيب الليزر الثنائي بطاقته العالية، وبنيته المدمجة، وكفاءته الحرارية الممتازة، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في مجالات مثل المعالجة الصناعية، والتجميل الطبي، ومصادر المضخات، والبحث العلمي.
1. ما هو شريط الصمام الثنائي الليزري؟
شريط ثنائي الليزر، المعروف أيضًا باسم مصفوفة ثنائي الليزر، هو جهاز ليزر شبه موصل عالي الطاقة، يُصنع بدمج وحدات إصدار ليزر متعددة على ركيزة مشتركة واحدة. عادةً، يبلغ عرض كل وحدة إصدار حوالي 100 ميكرومتر، بينما يتراوح العرض الإجمالي للشريط بين عدة مليمترات وسنتيمترات. ولأن وحدات الليزر المتعددة مرتبة جنبًا إلى جنب، يمكن لأشرطة ثنائي الليزر توفير طاقة مستمرة أو نبضية تتراوح بين عشرات الواط وأكثر من كيلوواط.
2. الميزات الرئيسية
① كثافة الطاقة العالية
تدمج قضبان الثنائيات الليزرية العديد من الباعثات في مساحة مضغوطة 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 الكامل، والتغليف الهجين، مما يعزز تبديد الحرارة، ويطيل عمر الجهاز، ويضمن التشغيل المستقر على المدى الطويل.
③ أطوال موجية قابلة للتخصيص
حسب التطبيق، يمكن تصميم قضبان ثنائيات الليزر لأطوال موجية تشغيلية مختلفة، مثل 808 نانومتر، و915 نانومتر، و940 نانومتر، و976 نانومتر. كما تتوفر إمكانية تخصيص أطوال موجية خاصة لتلبية الاحتياجات المحددة لمختلف المواد والأنظمة.
④ تشكيل الشعاع المرن
على الرغم من أن جودة شعاع قضبان الصمام الثنائي لليزر أقل عمومًا من جودة شعاع الليزر أحادي الوضع، إلا أنه يمكن استخدام المكونات البصرية مثل مجموعات العدسات، وربط الألياف، وأنظمة العدسات الدقيقة لتنسيق الشعاع أو تركيزه، مما يعزز التكامل والمرونة في تطبيقات النظام.
3. مجالات التطبيق
① التصنيع الصناعي
تُستخدم قضبان الثنائيات الليزرية في لحام البلاستيك والمعالجة الحرارية للمعادن وتنظيف الليزر والعلامات، وتوفر نسبة تكلفة إلى أداء ممتازة في الأنظمة التي تتطلب مصادر ليزر عالية الطاقة.
② الطبية والجمالية
على سبيل المثال، تُستخدم قضبان ثنائيات الليزر بطول موجة 808 نانومتر على نطاق واسع في أجهزة إزالة الشعر بالليزر. فهي توفر طاقة عالية وعمق اختراق متوسط، مما يُدمر بصيلات الشعر بفعالية دون الإضرار بالأنسجة المحيطة.
③ مصادر المضخات لليزر الألياف
في أنظمة الليزر الليفي عالية الطاقة، غالبًا ما تُستخدم قضبان الثنائيات الليزرية كمصدر مضخة لإثارة الألياف المشبعة بالـYb أو بالـEr، وتلعب دورًا لا غنى عنه في بناء أنظمة الليزر عالية الطاقة.
④ البحث العلمي والدفاع
تُستخدم قضبان الثنائيات الليزرية أيضًا على نطاق واسع في التقنيات المتقدمة مثل تجارب الفيزياء عالية الطاقة، والليدار، واتصالات الليزر، وذلك بسبب إنتاجها المستقر وخصائصها القابلة للتخصيص.
مع تزايد متطلبات أداء أنظمة الليزر، تتطور قضبان ثنائيات الليزر نحو طاقة أعلى، وموثوقية أعلى، وعوامل شكل أصغر، وتكاليف أقل. وبصفتها مكونًا أساسيًا في أنظمة تطبيقات الليزر، تُعتمد قضبان ثنائيات الليزر على نطاق واسع في مجالات التكنولوجيا المتقدمة. ومع التقدم التكنولوجي المستمر ونمو سلسلة الصناعات بشكل متزايد، من المتوقع أن تتمتع قضبان ثنائيات الليزر بآفاق سوقية أوسع، وأن تضطلع بدور استراتيجي أكثر في المستقبل.
وقت النشر: ٢٦ مايو ٢٠٢٥