Cos'è un diodo laser ad alta potenza?

Un diodo laser ad alta potenza è un laser che produce raggi di luce ad alta potenza usando un semiconduttore man mano che i laser guadagnano mezzo.Una potenza dei laser, misurata in unità chiamate watts, è la velocità con cui il laser converte l'energia.L'alta potenza non è un termine definito con precisione e il suo significato varia in base al tipo di laser e all'applicazione laser, ma un diodo laser ad alta potenza è di solito un laser con una produzione nei watt o nei chilowatt (KW), distinguendolodai diodi laser a raggio milliwatt utilizzati per applicazioni come puntatori laser e lettori di disco ottici.I diodi laser ad alta potenza vengono utilizzati per applicazioni industriali come il riscaldamento e la saldatura e vengono anche utilizzati per pompare otticamente laser a stato solido ad alta potenza.

Un diodo laser produce un raggio di luce pompando energia sotto forma di elettricità in aSemiconductor, che funge da mezzo di guadagno laser.Il semiconduttore è generalmente composto da sostanze come fosfuro di indio (INP) o composti di gallio come nitruro di gallio (GAN) e arsenuro di gallio (GAAS).L'elettricità aumenta temporaneamente il livello di energia degli elettroni dei semiconduttori e quando scendono al loro livello originale, l'energia viene emessa sotto forma di fotoni, che vengono quindi focalizzati in un raggio.I diodi laser sono spesso raggruppati in array di singoli emettitori laser fianco a fianco chiamati barre di diodi, che a loro volta sono a volte ulteriormente combinati in un array bidimensionale chiamato stack di diodo. La potenza è l'uscita energetica nel tempo, con il wattdefinito come un joule di energia al secondo.Una potenza dei laser può fare riferimento al numero massimo di watt che può produrre durante un impulso corto, chiamato potenza di picco, o al numero medio di watt che può produrre per un periodo prolungato, chiamato potenza media.I laser affrontano un compromesso tra potenza del raggio e qualità del raggio, che si riferisce a quanto sia focalizzato il raggio.Ciò influisce su quanto possa essere preciso il raggio e quanto bene è in grado di fornire energia focalizzata a maggiori distanze.La qualità del raggio può essere migliorata attraverso varie caratteristiche di design del laser, ma i laser più potenti hanno una qualità del raggio inferiore rispetto ai laser meno potenti, tutte le altre cose sono uguali.

Un diodo laser ad alta potenza di solito ha una qualità del raggio relativamente scarsa e produce un raggioCon alta divergenza, il che significa che i fotoni nel raggio si diffondono rapidamente mentre viaggiano in avanti.Di conseguenza, sono più comunemente usati per applicazioni che possono essere eseguite a breve distanza e non richiedono una precisione estrema.I diodi laser ad alta potenza sono comunemente usati nell'industria a fini come saldatura, saldatura e trattamento termico.

Un diodo laser ad alta potenza può anche essere usato come pompa ottica, una fonte di luce che alimenta altri laser.In un laser a stato solido pompata a diodi, un diodo laser ad alta potenza spara un raggio di luce nel mezzo di guadagno del laser a stato solido.Il mezzo di guadagno a stato solido è di solito un materiale di vetro o cristallino, come granato di corindum o in alluminio ittrio drogato con ioni metallici.La luce del laser del diodo eccita il mezzo di guadagno a stato solido, che a sua volta inizia a produrre luce che può essere focalizzata in un raggio con una qualità del raggio più elevata rispetto a un diodo laser ad alta potenza che potrebbe produrre da solo.