Ten artykuł zawiera przegląd głównych komponentów lasera diodowego, fotochemiczne efekty ekspozycji wiązki laserowej oraz podstawowe mechanizmy uszkodzeń, które mogą wystąpić w przypadku laserów diodowych. Opisano również zastosowania laserów diodowych. Jeśli zastanawiasz się nad bezpieczeństwem lasera diodowego, czytaj dalej, aby uzyskać więcej informacji. Możesz również sprawdzić inne artykuły o laserach, jak ten.
Z dumą prezentujemy treść, która powstała w kooperacji z beautytherapy.pl
Fotochemiczne skutki ekspozycji na wiązkę laserową
Skutki ekspozycji na wiązkę laserową są trudne do przewidzenia. Podstawowe zasady bezpieczeństwa obejmują unikanie długotrwałej ekspozycji na lasery o dużej mocy oraz zapewnienie, że lasery budowane w domu są dokładnie sprawdzane przed użyciem. Laserowe uszkodzenia oczu mogą być wynikiem oparzeń termicznych lub uszkodzeń fotochemicznych. Niektóre lasery wytwarzają również promieniowanie rentgenowskie. Dlatego też lasery domowej roboty powinny być przed użyciem zbadane przez specjalistę. Ponadto lasery emitują wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie i wytwarzają plazmę.
Podczas gdy lasery generują wysoce kierunkową wiązkę światła, promieniowanie z tych laserów może wpływać na ludzkie tkanki i materiały poprzez efekty fotochemiczne i termiczne. Ekspozycja na światło lasera może zmienić właściwości materiału i tkanki, np. powodując raka skóry. Chociaż większość laserów dużej mocy jest zaprojektowana tak, aby zminimalizować ekspozycję na promieniowanie laserowe, ekspozycja na światło o krótkiej długości fali może powodować efekty fotochemiczne. Nawet krótka ekspozycja na laser może spowodować oparzenia słoneczne. Ekspozycja na światło ultrafioletowe jest związana ze zwiększonym ryzykiem raka skóry i wczesnym starzeniem się.
Podstawowe mechanizmy uszkodzeń laserów diodowych
W przypadku laserów diodowych jednym z samoistnych mechanizmów awarii jest katastrofalne uszkodzenie optyczne. Jest to lokalny wzrost temperatury, który występuje na fasetce, zazwyczaj frontowej, gdzie koncentruje się największa gęstość fotonów. Dodatkowo, obecność granicy krystalicznej zwiększa temperaturę tego obszaru, co powoduje powstanie lokalnego gorącego punktu. Ten zlokalizowany wzrost temperatury powoduje zwiększoną szybkość reabsorpcji światła laserowego. W skrajnych przypadkach laser zawodzi, ponieważ otaczający go materiał nie jest w stanie uzyskać dodatkowego ogrzewania z ponownie pochłoniętego światła lasera. Ta pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego prowadzi do wzrostu temperatury do punktu, w którym może ona przekraczać temperaturę topnienia materiału obszaru aktywnego.
Ten wzór uszkodzenia jest spowodowany przez COD, który występuje, gdy chip laserowy jest wystawiony na działanie intensywnego światła. Pole świetlne jest kształtowane przez rosnący defekt, a pole świetlne rozchodzi się w kierunku wyższego padania światła. W wyniku tego dochodzi do rozkładu strefy aktywnej. W ten sposób chip laserowy ulega zniszczeniu. Proces ten powtarza się dla wszystkich laserów diodowych, a efekt działania COD na chip lasera jest trwały.
Stabilność laserów diodowych
Lasery diodowe są stabilne w wielu aspektach, w tym w zakresie częstotliwości i polaryzacji. Są wysoce niezawodnymi źródłami koherentnymi w dynamicznych spekulacjach laserowych, a ich stabilność znacznie przewyższa lasery He-Ne. Przy pomiarach względnych, lasery są znacznie bardziej stabilne niż lasery He-Ne, a ich stosunek sygnału do szumu jest zwykle lepszy niż jeden dB. Jednak ta przewaga może być krótkotrwała, ponieważ w niektórych zastosowaniach lasery diodowe mogą wykazywać zachowanie wielomodowe.
Ponadto na stabilność diody wpływają różne czynniki, w tym najmniejsze odbicia wsteczne, zmiana kolimacji i słabe tryby boczne. Słabe tryby boczne zmniejszają kontrast i wprowadzają banding. Poniższa tabela podsumowuje niektóre z powszechnych czynników, które mogą zmniejszyć stabilność diody. Aby poprawić stabilność, producenci diod powinni zmniejszyć szumy w swoich laserach. W tabeli powyżej przedstawiono charakterystyki laserów diodowych w różnych stanach starzenia.
Zastosowania laserów diodowych
Laser diodowy nm 810 umożliwia bezpieczne usuwanie tkanek i naczyń krwionośnych, pozwalając na precyzyjne działanie. Oferuje również niskie ryzyko termiczne i szybkie gojenie wprowadzonych ran. W porównaniu ze standardowymi metodami chirurgicznymi laryngofaryngologia wspomagana laserem jest zabiegiem o niskim ryzyku krwotoku. Jego zastosowanie wzrasta w różnych dziedzinach medycyny, takich jak onkologia, dermatologia czy chirurgia ortopedyczna.
Światło emitowane przez laser diodowy jest absorbowane przez płaszczyznę rozszczepienia kryształu półprzewodnika. W tym procesie oddziaływania fonowo-elektronowe w krysztale zamieniają energię światła na ciepło. Dodatkowo, rozszczepione lustra mogą się nagrzewać z powodu tego, że krawędź lasera diodowego mniej idealnie styka się z jego oprawą. Ciepło wytwarzane przez rozcięte zwierciadło powoduje kurczenie się przerwy pasmowej półprzewodnika, dzięki czemu więcej elektronów zostaje zrównanych z energią fotonu.
Chociaż lasery diodowe stają się coraz bardziej popularne, technologia związana z ich produkcją nastręcza trudności. Istnieje tylko kilku dostawców wysokiej jakości diod laserowych. Jednak firma NICHIA należy do tych nielicznych, którzy produkują wysokiej jakości diody laserowe. Cienkowarstwowa architektura, wielowarstwowa struktura i niewielki rozmiar sprawiają, że jest to popularny wybór dla wielu zastosowań. Lasery diodowe mogą być trudne w produkcji i wymagają wysokiej jakości zasilaczy do prawidłowego funkcjonowania.
Podobne tematy
