يتم استخدام الليزر الأخضر بشكل شائع في تطبيقات مختلفة ، من البحث العلمي إلى المعالجة الصناعية والإلكترونيات الاستهلاكية.يواجه الليزر الأخضر العديد من تحديات الفشل التي يمكن أن تؤثر على أدائها وطول عمرهافهم أوضاع الفشل هذه وأسبابها الأساسية أمر ضروري للمهندسين والمستخدمين الذين يرغبون في زيادة موثوقية وكفاءة جهاز الليزر.
1. النمط يتنقل
يحدث قفز الوضع عندما تقفز تردد انتاج الليزر فجأة بين أوضاع تردد مختلفة داخل تجويف الليزر.هذا عدم الاستقرار يؤدي إلى تقلبات في طول الموجة لليزر، والتي يمكن أن تؤثر بشدة على التطبيقات التي تتطلب ضوء دقيق ومستقر.
تشمل العوامل الرئيسية لانتقال الوضع تغيرات في درجة الحرارة والاهتزازات الميكانيكية والتغيرات في تيار الحقن.حتى التحولات البسيطة في طول التجويف أو مؤشر الانكسار تغير حالة الرنين، مما يتسبب في تغيير أنماط الليزر بشكل لا يمكن التنبؤ به. يمكن أن يساعد التحكم في الاستقرار الحراري وتقليل الإجهاد الميكانيكي على الحد من هذه المشكلة.
2تدهور الطاقة
يتجلى تدهور الطاقة على شكل انخفاض تدريجي في قوة الإخراج وزيادة في تيار عتبة الليزر. تساهم عدة عوامل في هذا الانخفاض ، بما في ذلك:
-
تشكيل العيوب والنموداخل بلورة الليزر، مثل الانحرافات وعيوب النقطة المظلمة، مما يزيد من إعادة التركيب غير الإشعاعية ويقلل من الكفاءة.
-
أضرار بصرية على المرايا أو الطلاء، وخاصة عند مستويات الطاقة العالية، مما يزيد من امتصاص وتسخين محلي، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تلف بصري كارثي.
-
تدهور واجهة الموادداخل المنطقة النشطة، حيث الانتشار الذري والتوترات الحرارية تتدهور الهياكل الكمية الحاسمة لإنبعاثات الليزر.
-
شيخوخة الأقطاب الكهربائية وتضخم التيار، مما يؤدي إلى حقن غير متساوي للتيار وتسخين محلي.
3-أذى الكريستال
يشير الضرر الكريستالي إلى العيوب الفيزيائية والأضرار داخل المنطقة النشطة للليزر أو المواد المحيطة بها. تشمل هذه العيوب:
-
تشكيل وانتشار شبكات الانفصال التي تؤثر على تجميع الثقب الإلكتروني
-
الشقوق الصغيرة الناتجة عن الدورة الحرارية والإجهاد الميكانيكي
-
انتشار الشوائب وتدهور واجهات الهيتروسكرتورية التي تعطل عمل الليزر الفعال.
-
بقع محلية من الحروق على الأسطح البصرية الناجمة عن امتصاص الضوء عالي الكثافة ، والمعروفة باسم الضرر البصري الكارثي ، والتي يمكن أن تعطل الليزر بشكل دائم.
4قضايا إدارة الحرارة
الحرارة هي عدو حاسم للليزر الأخضر. يؤدي سوء الإدارة الحرارية إلى:
-
ارتفاع درجات الحرارة المفرطة يسبب توسع المواد والإجهاد.