Kadri matumizi ya leza yenye nguvu nyingi yanavyoendelea kupanuka, baa za diode za leza zimekuwa muhimu sana katika maeneo kama vile kusukuma kwa leza, usindikaji wa viwanda, vifaa vya matibabu, na utafiti wa kisayansi. Kwa msongamano wao bora wa nguvu, uwezo wa kupanuka wa moduli, na ufanisi mkubwa wa elektroni-macho, vifaa hivi ndivyo viko katikati ya mifumo mingi ya kisasa ya leza. Hata hivyo, miongoni mwa viashiria vingi vya utendaji wa baa ya diode ya leza, kigezo kimoja mara nyingi hupuuzwa lakini ni muhimu sana: pembe ya utofauti. Makala haya yanachunguza sifa, asili ya kimwili, na athari za pembe ya utofauti katika baa za diode za leza—na jinsi muundo wa macho unavyoweza kuidhibiti kwa ufanisi.
1. Pembe ya Tofauti ni Nini?
Pembe ya utofauti inaelezea jinsi boriti ya leza inavyoenea inapoenea katika nafasi huru. Inaonyesha kiwango ambacho boriti hupanuka kutoka kwa sehemu ya utoaji chafu. Katika baa za diode ya leza, pembe ya utofauti inaonyesha ulinganifu mkubwa katika pande mbili kuu:
Mhimili wa Haraka: Mstari wa moja kwa moja kwenye uso wa upau. Eneo la utoaji wa hewa chafu ni jembamba sana (kawaida 1–2 µm), na kusababisha pembe kubwa za muachano, mara nyingi 30°–45° au zaidi.
Mhimili Polepole: Sambamba na urefu wa upau. Eneo la utoaji chafu ni pana zaidi (mamia ya mikroni), na kusababisha pembe ndogo za muachano, kwa kawaida karibu 5°–15°.
Tofauti hii isiyo na ulinganifu ni changamoto kubwa ya usanifu kwa ajili ya ujumuishaji wa mfumo unaohusisha baa za diode za leza.
2. Asili ya Kimwili ya Tofauti
Pembe ya muachano huamuliwa kimsingi na muundo wa mwongozo wa wimbi na ukubwa wa sehemu ya utoaji:
Katika mhimili wa kasi, eneo la utoaji wa hewa chafu ni dogo sana. Kulingana na nadharia ya mtawanyiko, mianya midogo husababisha tofauti kubwa zaidi.
Katika mhimili wa polepole, boriti hupanuka kando ya urefu wa upau kupitia vitoaji vingi, na kusababisha pembe ndogo ya muachano.
Kwa hivyo, baa za diode ya leza huonyesha tofauti kubwa katika mhimili wa haraka na tofauti ndogo katika mhimili wa polepole.
3. Jinsi Pembe ya Mseto Inavyoathiri Ubunifu wa Mfumo
① Gharama Kubwa ya Uundaji wa Mionzi na Uundaji wa Mionzi
Kwa sababu ya ulinganifu mkubwa wa boriti mbichi, optiki za FAC (Fast Axis Collimation) na SAC (Slow Axis Collimation) lazima zitumike. Hii huongeza ugumu wa mfumo na inahitaji usahihi wa juu wa usakinishaji na uthabiti wa joto.
② Ufanisi Mdogo wa Kuunganisha Nyuzinyuzi
Wakati wa kuunganisha baa za leza kwenye nyuzi za hali nyingi, mifumo ya macho, au lenzi za aspheric, tofauti kubwa ya mhimili wa haraka inaweza kusababisha "kumwagika kwa miale," kupunguza ufanisi wa kuunganisha. Tofauti ni chanzo kikubwa cha upotevu wa macho.
③ Ubora wa Boriti katika Upangaji wa Moduli
Katika moduli zenye mirundiko mingi ya baa, tofauti isiyodhibitiwa vizuri inaweza kusababisha mwingiliano usio sawa wa miale au upotoshaji wa uwanja wa mbali, na kuathiri usahihi wa kuzingatia na usambazaji wa joto.
4. Jinsi ya Kudhibiti na Kuboresha Utofauti katika Baa za Diode za Laser
Ingawa tofauti hufafanuliwa kwa kiasi kikubwa na muundo wa kifaa, mikakati kadhaa ya kiwango cha mfumo inaweza kutumika kwa ajili ya uboreshaji:
①Matumizi ya Lenzi za FAC
Kuweka lenzi ya mhimili wa haraka karibu na sehemu inayotoa mwangaza hubana boriti na kupunguza tofauti katika mhimili wa haraka—hii ni muhimu katika miundo mingi.
②Lenzi za SAC kwa Uundaji wa Ziada
Ingawa tofauti ya mhimili wa polepole ni ndogo, uundaji bado unahitajika katika safu au vyanzo vya mwanga wa mstari ili kufikia matokeo sare.
③Ubunifu wa Kuchanganya Mihimili na Uundaji wa Macho
Kutumia safu za lenzi ndogo, lenzi za silinda, au optiki zilizopangwa kunaweza kusaidia kuunda mihimili mingi ya leza kuwa mwangaza wa hali ya juu na sawa.
④Uboreshaji wa Mwongozo wa Mawimbi wa Kiwango cha Kifaa
Kurekebisha unene wa safu inayotumika, muundo wa mwongozo wa mawimbi, na miundo ya wavu kunaweza kuboresha zaidi tofauti ya mhimili wa haraka kutoka kwa kiwango cha chipu.
5. Udhibiti wa Tofauti katika Matumizi Halisi
①Vyanzo vya Pampu ya Leza
Katika mifumo ya leza ya hali-ngumu au nyuzi yenye nguvu nyingi, baa za diode za leza hutumika kama vyanzo vya pampu. Kudhibiti tofauti—hasa katika mhimili wa kasi—huboresha ufanisi wa kiunganishi na kuzingatia boriti.
②Vifaa vya Kimatibabu
Kwa mifumo kama vile tiba ya leza na kuondolewa kwa nywele, kudhibiti tofauti huhakikisha utoaji wa nishati sare zaidi na matibabu salama na yenye ufanisi zaidi.
③Usindikaji wa Nyenzo za Viwandani
Katika kulehemu na kukata kwa leza, tofauti iliyoboreshwa huchangia msongamano mkubwa wa nguvu, umakini bora, na usindikaji sahihi zaidi na mzuri.
6. Hitimisho
Pembe ya tofauti ya upau wa diode ya leza ni sehemu muhimu ya mpito—kutoka fizikia ya chipu ya kiwango kidogo hadi mifumo ya macho ya kiwango kikubwa.
Inatumika kama kiashiria cha ubora wa boriti na mpaka wa muundo wa ujumuishaji. Kadri mahitaji ya programu na ugumu wa mfumo unavyoendelea kuongezeka, uelewa na udhibiti wa tofauti unakuwa uwezo mkuu kwa watengenezaji wa leza na waunganishaji sawasawa—hasa kwa kusonga mbele kuelekea nguvu ya juu, mwangaza, na uaminifu.
Muda wa chapisho: Julai-14-2025