উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে, লেজার পাম্পিং, শিল্প প্রক্রিয়াকরণ, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণার মতো ক্ষেত্রে লেজার ডায়োড বারগুলি অপরিহার্য হয়ে উঠেছে। তাদের চমৎকার শক্তি ঘনত্ব, মডুলার স্কেলেবিলিটি এবং উচ্চ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল দক্ষতার সাথে, এই ডিভাইসগুলি অনেক আধুনিক লেজার সিস্টেমের মূলে রয়েছে। তবুও লেজার ডায়োড বারের অনেক কর্মক্ষমতা সূচকের মধ্যে, একটি পরামিতি প্রায়শই উপেক্ষা করা হয় তবে তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: বিচ্যুতি কোণ। এই নিবন্ধটি লেজার ডায়োড বারগুলিতে বিচ্যুতি কোণের বৈশিষ্ট্য, ভৌত উৎপত্তি এবং প্রভাবগুলি অন্বেষণ করে - এবং কীভাবে অপটিক্যাল ডিজাইন কার্যকরভাবে এটি পরিচালনা করতে পারে।
১. ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেল কী?
বিচ্যুতি কোণ বর্ণনা করে যে কীভাবে একটি লেজার রশ্মি মুক্ত স্থানে ছড়িয়ে পড়ে। এটি নির্গমন দিক থেকে বিমটি কতটা প্রসারিত হয় তা নির্দেশ করে। লেজার ডায়োড বারগুলিতে, বিচ্যুতি কোণ দুটি প্রধান দিকে শক্তিশালী অসামঞ্জস্য প্রদর্শন করে:
দ্রুত অক্ষ: দণ্ড পৃষ্ঠের লম্ব। নির্গমন অঞ্চলটি অত্যন্ত সংকীর্ণ (সাধারণত 1-2 µm), যার ফলে বৃহৎ বিচ্যুতি কোণ তৈরি হয়, প্রায়শই 30°–45° বা তার বেশি।
ধীর অক্ষ: দণ্ডের দৈর্ঘ্যের সমান্তরাল। নির্গমন অঞ্চলটি অনেক প্রশস্ত (শত শত মাইক্রন), যার ফলে বিচ্যুতি কোণগুলি ছোট হয়, সাধারণত 5°–15° এর কাছাকাছি।
লেজার ডায়োড বারগুলির সাথে জড়িত সিস্টেম ইন্টিগ্রেশনের জন্য এই অসমমিত বিচ্যুতি একটি প্রধান নকশা চ্যালেঞ্জ।
2. বিচ্যুতির ভৌত উৎপত্তি
বিচ্যুতি কোণ প্রাথমিকভাবে তরঙ্গ নির্দেশিকা কাঠামো এবং নির্গমন দিকের আকার দ্বারা নির্ধারিত হয়:
দ্রুত অক্ষে, নির্গমন ক্ষেত্র অত্যন্ত ছোট। বিবর্তন তত্ত্ব অনুসারে, ছোট অ্যাপারচারের ফলে বৃহত্তর বিচ্যুতি ঘটে।
ধীর অক্ষে, রশ্মিটি বারের দৈর্ঘ্য বরাবর একাধিক নির্গমনকারী জুড়ে প্রসারিত হয়, যার ফলে একটি ছোট বিচ্যুতি কোণ তৈরি হয়।
ফলস্বরূপ, লেজার ডায়োড বারগুলি সহজাতভাবে দ্রুত অক্ষে উচ্চ বিচ্যুতি এবং ধীর অক্ষে কম বিচ্যুতি প্রদর্শন করে।
৩. ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেল কীভাবে সিস্টেম ডিজাইনকে প্রভাবিত করে
① কোলিমেশন এবং বিম শেপিংয়ের উচ্চ খরচ
কাঁচা রশ্মির উচ্চ অসামঞ্জস্যতার কারণে, FAC (দ্রুত অক্ষ সংযোজন) এবং SAC (ধীর অক্ষ সংযোজন) অপটিক্স ব্যবহার করা আবশ্যক। এটি সিস্টেমের জটিলতা বৃদ্ধি করে এবং উচ্চ ইনস্টলেশন নির্ভুলতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার দাবি করে।
② সীমিত ফাইবার কাপলিং দক্ষতা
মাল্টিমোড ফাইবার, অপটিক্যাল সিস্টেম, অথবা অ্যাসফেরিক লেন্সের সাথে লেজার বার সংযুক্ত করার সময়, বৃহৎ দ্রুত-অক্ষ বিচ্যুতির ফলে বিম "স্পিলওভার" হতে পারে, যা সংযোগের দক্ষতা হ্রাস করে। বিচ্যুতি অপটিক্যাল ক্ষতির একটি প্রধান উৎস।
③ মডিউল স্ট্যাকিংয়ে বিমের গুণমান
মাল্টি-বার স্ট্যাকড মডিউলগুলিতে, দুর্বলভাবে নিয়ন্ত্রিত বিচ্যুতির ফলে অসম রশ্মির ওভারল্যাপ বা দূর-ক্ষেত্রের বিকৃতি হতে পারে, যা ফোকাসিং নির্ভুলতা এবং তাপীয় বিতরণকে প্রভাবিত করে।
৪. লেজার ডায়োড বারগুলিতে ডাইভারজেন্স কীভাবে নিয়ন্ত্রণ এবং অপ্টিমাইজ করা যায়
যদিও বিচ্যুতি মূলত ডিভাইস কাঠামো দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, অপ্টিমাইজেশনের জন্য বেশ কয়েকটি সিস্টেম-স্তরের কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে:
①FAC লেন্সের ব্যবহার
নির্গত দিকের কাছে একটি দ্রুত-অক্ষের কোলিমেশন লেন্স স্থাপন করলে রশ্মি সংকুচিত হয় এবং দ্রুত অক্ষের বিচ্যুতি হ্রাস পায়—বেশিরভাগ ডিজাইনেই এটি অপরিহার্য।
②অতিরিক্ত আকৃতির জন্য SAC লেন্স
যদিও ধীর-অক্ষের বিচ্যুতি কম, তবুও অভিন্ন আউটপুট অর্জনের জন্য অ্যারে বা লাইন-আলোর উৎসগুলিতে আকৃতির প্রয়োজন হয়।
③বিম কম্বিনেশন এবং অপটিক্যাল শেপিং ডিজাইন
মাইক্রো-লেন্স অ্যারে, নলাকার লেন্স, অথবা স্ট্রাকচার্ড অপটিক্স ব্যবহার একাধিক লেজার রশ্মিকে উচ্চ-উজ্জ্বলতা, অভিন্ন আউটপুটে রূপ দিতে সাহায্য করতে পারে।
④ডিভাইস-স্তরের ওয়েভগাইড অপ্টিমাইজেশন
সক্রিয় স্তরের পুরুত্ব, ওয়েভগাইড নকশা এবং গ্রেটিং কাঠামো সামঞ্জস্য করলে চিপ স্তর থেকে দ্রুত-অক্ষের বিচ্যুতি আরও পরিমার্জিত হতে পারে।
৫. বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিচ্যুতি নিয়ন্ত্রণ
①লেজার পাম্পের উৎস
উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন সলিড-স্টেট বা ফাইবার লেজার সিস্টেমে, লেজার ডায়োড বারগুলি পাম্প উৎস হিসেবে কাজ করে। ডাইভারজেন্স নিয়ন্ত্রণ করা - বিশেষ করে দ্রুত অক্ষে - কাপলিং দক্ষতা এবং বিম ফোকাসিং উন্নত করে।
②চিকিৎসা সরঞ্জাম
লেজার থেরাপি এবং চুল অপসারণের মতো সিস্টেমের জন্য, ডাইভারজেন্স পরিচালনা আরও অভিন্ন শক্তি সরবরাহ এবং নিরাপদ, আরও কার্যকর চিকিৎসা নিশ্চিত করে।
③শিল্প উপাদান প্রক্রিয়াকরণ
লেজার ওয়েল্ডিং এবং কাটিংয়ে, অপ্টিমাইজড ডাইভারজেন্স উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, আরও ভাল ফোকাস এবং আরও সুনির্দিষ্ট, দক্ষ প্রক্রিয়াকরণে অবদান রাখে।
৬. উপসংহার
একটি লেজার ডায়োড বারের বিচ্যুতি কোণ একটি গুরুত্বপূর্ণ রূপান্তর বিন্দু—মাইক্রো-স্কেল চিপ পদার্থবিদ্যা থেকে ম্যাক্রো-স্কেল অপটিক্যাল সিস্টেমে।
এটি একটি রশ্মির গুণমান নির্দেশক এবং ইন্টিগ্রেশনের জন্য একটি নকশা সীমানা উভয়ই হিসেবে কাজ করে। অ্যাপ্লিকেশন চাহিদা এবং সিস্টেম জটিলতা বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, লেজার নির্মাতা এবং ইন্টিগ্রেটর উভয়ের জন্যই বিচ্যুতি বোঝা এবং নিয়ন্ত্রণ করা একটি মূল দক্ষতা হয়ে ওঠে - বিশেষ করে উচ্চ শক্তি, উজ্জ্বলতা এবং নির্ভরযোগ্যতার দিকে এগিয়ে যাওয়ার জন্য।
পোস্টের সময়: জুলাই-১৪-২০২৫