Ystyriaethau dylunio ar gyferlaser lled-ddargludyddion pŵer uchel
Bydd yr erthygl hon yn manylu'n systematig ar yr ystyriaethau dylunio craidd a'r dulliau gweithredu ar gyfer lled-ddargludyddion pŵer uchel.laserYn seiliedig ar y syniad cyffredinol o “gynyddu terfyn uchaf y pŵer trwy ehangu’r gyfaint goleuol, optimeiddio llwybrau trosi ac afradu ynni wrth osgoi difrod optegol trychinebus (COD)”, cynhaliwyd dadansoddiad manwl o 9 agwedd allweddol:
1. Ardal allyriadau eang: Drwy fabwysiadu strwythur ardal eang (megis cynyddu lled yr ardal allyriadau W o ychydig ficrometrau i 50-200 micrometrau), gellir cynyddu'r pŵer allbwn uchaf yn uniongyrchol yn llinol, sef y dull sylfaenol ar gyfer cael allbwn tiwb sengl ar lefel y wat neu hyd yn oed ddegau o watiau, ond mae'n aberthu ansawdd y trawst.
2. Ceudod hir: Cynyddu hyd y ceudod yw'r allwedd i wella perfformiad gwresogi trydanol a chyflawni gweithrediad effeithlon a phŵer uchel. Ei graidd yw lleihau ymwrthedd thermol a gwrthiant y ddyfais yn effeithiol, a thrwy hynny atal cynnydd tymheredd cyffordd y rhanbarth gweithredol, lleihau effeithiau dirlawnder pŵer, a gwella pŵer ac effeithlonrwydd allbwn.
3. Lledu tywysyddion tonnau a cheudodau optegol anghymesur: Drwy ehangu dosbarthiad y maes optegol (megis defnyddio strwythurau ceudod optegol anghymesur), gellir lleihau'r gorgyffwrdd rhwng y maes optegol ac ardaloedd colli amsugno uchel, gan leihau colledion mewnol yn sylweddol, gwella effeithlonrwydd cwantwm, a lleihau cynhyrchu gwres. Ar yr un pryd, gellir gwella ansawdd y trawst i'r cyfeiriad fertigol hefyd.
4. Ffactor llenwi: Mewn dyfeisiau bar, y ffactor llenwi (cymhareb lled cyfan yr uned sy'n allyrru golau i led cyfan y bar) yw'r paramedr craidd ar gyfer cydbwyso dwysedd pŵer allbwn ac anhawster rheoli thermol. Mae ffactor llenwi uchel yn dod â dwysedd pŵer uchel ond mae angen afradu gwres eithriadol o uchel, tra bod ffactor llenwi isel yn fwy ffafriol i reoli thermol ac yn gwella dibynadwyedd.
6. Technoleg amddiffyn wyneb pen: Gwella trothwy difrod drych optegol trychinebus (COMD) yr wyneb pen yw'r allwedd i dorri trwy'r tagfeydd pŵer. Mae'r erthygl yn manylu ar dair prif dechnoleg:
6.1 Goddefoli a gorchuddio wyneb y ceudod: Trwy ddyddodi haenau goddefoli a gorchuddio ffilmiau adlewyrchedd uchel/gwrth-adlewyrchedd, mae diffygion wyneb y ceudod yn cael eu goddefoli, mae ailgyfuno anymbelydrol yn cael ei atal, ac mae'r trothwy COMD yn cael ei wella'n sylweddol.
6.2 Technoleg ffenestri di-amsugno: Defnyddio hybridio ffynhonnau cwantwm a thechnegau eraill i ffurfio rhanbarth ffenestr dryloyw ar yr wyneb pen i leihau amsugno golau ac atal COMD.
6.3 Technoleg parth di-chwistrelliad ar wyneb y ceudod: Cyflwyno parth di-chwistrelliad cyfredol ger wyneb y ceudod i leihau crynodiad y cludwr a'r ailgyfuniad di-ymbelydrol ar wyneb y ceudod.
7. Dylunio disgleirdeb uchel: Cyflwynir dau dechneg ar gyfer cael allbwn disgleirdeb uchel i fynd i'r afael â phroblem ansawdd trawst gwael mewn laser ardal eang:
7.1. Strwythur côn: Gan gyfuno'r "ardal hadau" tonfedd gul yn y pen blaen a'r "ardal ymhelaethu côn" yn y pen ôl, cynhelir ansawdd y trawst sy'n agos at y terfyn diffractiad wrth ymhelaethu pŵer.
7.2 Rheoli modd: Cyflwyno microstrwythurau o fewn ystod eang i gynyddu'n ddetholus golled moddau traws uwch-orchymyn, a thrwy hynny wella ansawdd y trawst.
8. Ffynnon cwantwm straen ac iawndal straen: Gall cyflwyno straen yn rhanbarth gweithredol y ffynnon cwantwm optimeiddio strwythur y band, gwella enillion gwahaniaethol, a thrwy hynny leihau'r cerrynt trothwy, gwella effeithlonrwydd, a gwella nodweddion tymheredd uchel. Mae technoleg iawndal straen yn atal cronni straen a diffygion trwy dyfu haenau rhwystr gyda straen gyferbyniol, gan sicrhau ansawdd deunydd.
9. Rheoli thermol uwch a phecynnu straen isel: Mewn ymateb i'r heriau afradu gwres a ddaw yn sgil dwysedd pŵer uchel, mae'r erthygl hon yn cyflwyno deunyddiau sinc gwres newydd (megis deunyddiau cyfansawdd diemwnt), oeryddion microsianel, a thechnolegau pecynnu gan ddefnyddio deunyddiau rhyngwyneb straen isel i gyflawni capasiti afradu gwres uwch-uchel a gwella dibynadwyedd.
10. Tonfedd dosbarthedig: Fel cynllun rheoli thermol cynhenid lefel sglodion, mae'r strwythur hwn yn rhannu'r tonfedd crib yn barth cyffroi a pharth afradu gwres goddefol ar hyd hyd y ceudod, ac yn adeiladu sianel wres draws y tu mewn i'r sglodion i wasgaru gwres yn effeithlon, gan dorri trwy gyfyngiadau dulliau afradu gwres traddodiadol.
Mae'r crynodeb a'r rhagolygon yn tynnu sylw at y ffaith bod dyluniad pŵer uchellaser lled-ddargludyddionyn broblem optimeiddio aml-amcan sy'n cynnwys trydan, opteg, thermodynameg, a dibynadwyedd. Mae'n angenrheidiol cyflawni'r cydbwysedd gorau rhwng y tri dyluniad sylfaenol o ardal allyriadau eang, ceudod hir, a thywysydd tonnau wedi'i ehangu, a'r technolegau sy'n delio â'r tair her fawr o reoli thermol, difrod i'r wyneb pen, ac ansawdd y trawst. Bydd gwelliant pellach mewn perfformiad yn y dyfodol yn dibynnu ar ddatblygu deunyddiau newydd, mecanweithiau ffisegol newydd, a phrosesau gweithgynhyrchu newydd.
Amser postio: Mai-21-2026