Þar sem notkun háafls leysigeisla heldur áfram að aukast hafa leysidíóðustangir orðið ómissandi á sviðum eins og leysidælingu, iðnaðarvinnslu, lækningatækjum og vísindarannsóknum. Með framúrskarandi aflþéttleika, mátstærðarhæfni og mikilli rafsegulfræðilegri skilvirkni eru þessi tæki kjarninn í mörgum nútíma leysikerfum. Samt sem áður, meðal margra afkastavísa leysidíóðustanga, er einn breyta oft gleymdur en afar mikilvægur: frávikshornið. Þessi grein kannar eiginleika, eðlisfræðilegan uppruna og áhrif frávikshornsins í leysidíóðustöngum - og hvernig sjónhönnun getur stjórnað því á áhrifaríkan hátt.
1. Hvað er frávikshorn?
Frávikshornið lýsir því hvernig leysigeisli dreifist þegar hann berst í tómarúmi. Það gefur til kynna hversu mikið geislinn þenst út frá útgeislunarfletinum. Í leysidíóðustöngum sýnir frávikshornið mikla ósamhverfu í tvær megináttir:
Hraðás: Hornréttur á yfirborð stangarinnar. Útblásturssvæðið er afar þröngt (venjulega 1–2 µm), sem leiðir til mikilla frávikshorna, oft 30°–45° eða meira.
Hægur ás: Samsíða lengd súlunnar. Útblásturssvæðið er mun breiðara (hundruð míkron), sem leiðir til minni frávikshorna, venjulega í kringum 5°–15°.
Þessi ósamhverfa frávik er mikil hönnunaráskorun fyrir kerfissamþættingu sem felur í sér leysidíóðustangir.
2. Efnisleg uppruni fráviks
Frávikshornið er fyrst og fremst ákvarðað af bylgjuleiðarabyggingu og stærð útblástursflötsins:
Í hraðásnum er útblásturssvæðið afar lítið. Samkvæmt dreifingarkenningunni leiða minni ljósop til meiri fráviks.
Í hæga ásnum þenst geislinn út eftir lengd stöngarinnar yfir marga sendara, sem leiðir til minni frávikshorns.
Þar af leiðandi sýna leysidíóðustangir í eðli sínu mikla frávik í hraðásnum og litla frávik í hægaásnum.
3. Hvernig frávikshorn hefur áhrif á kerfishönnun
① Hár kostnaður við samstillingu og geislamótun
Vegna mikillar ósamhverfu hrágeislans verður að nota FAC (Fast Axis Collimation) og SAC (Slow Axis Collimation) ljósfræði. Þetta eykur flækjustig kerfisins og krefst mikillar nákvæmni í uppsetningu og hitastöðugleika.
② Takmörkuð skilvirkni trefjatengingar
Þegar leysigeislar eru tengdir við fjölháða trefjar, ljósleiðarakerfi eða aspherískar linsur, getur mikil frávik á hraðásum leitt til geisla „útstreymis“ sem dregur úr skilvirkni tengingarinnar. Frávik eru helsta uppspretta ljóstaps.
③ Geislagæði í einingastöflun
Í einingum með mörgum stöngum getur illa stýrð frávik valdið ójafnri geislaskörun eða fjarsviðsröskun, sem hefur áhrif á nákvæmni fókusunar og varmadreifingu.
4. Hvernig á að stjórna og hámarka frávik í leysidíóðustöngum
Þó að frávik séu að mestu leyti skilgreind af uppbyggingu tækjanna, er hægt að nota nokkrar aðferðir á kerfisstigi til hagræðingar:
①Notkun FAC-linsa
Að setja hraðáss-kollimeringslinsu nálægt geislunarfletinum þjappar geislanum saman og dregur úr fráviki í hraðásnum — þetta er nauðsynlegt í flestum hönnunum.
②SAC linsur fyrir frekari mótun
Þó að frávikið á hægum ásum sé minna, er mótun samt sem áður nauðsynleg í fylkjum eða línuljósgjöfum til að ná fram einsleitri úttaki.
③Geislasamsetning og hönnun ljósfræðilegrar mótunar
Notkun örlinsafylkinga, sívalningslinsa eða skipulögð ljósfræði getur hjálpað til við að móta marga leysigeisla í einsleita og bjarta úttak.
④Bestun bylgjuleiðara á tækisstigi
Með því að aðlaga þykkt virka lagsins, hönnun bylgjuleiðara og rifbyggingu er hægt að fínstilla enn frekar frávik hraðássins frá flísarstigi.
5. Fráviksstýring í raunverulegum forritum
①Leysidæluheimildir
Í öflugum föstum leysikerfum eða trefjalaserkerfum þjóna díóðustöngum sem dælugjafar. Að stjórna frávikum - sérstaklega í hraðásnum - bætir skilvirkni tengingar og geislafókus.
②Lækningatæki
Fyrir kerfi eins og leysimeðferð og háreyðingu tryggir stjórnun á frávikum jafnari orkugjöf og öruggari og skilvirkari meðferð.
③Vinnsla iðnaðarefna
Í leysissuðu og -skurði stuðlar bjartsýni fráviks að meiri aflþéttleika, betri fókus og nákvæmari og skilvirkari vinnslu.
6. Niðurstaða
Frávikshorn leysidíóðustöng er mikilvægur umskiptapunktur - frá örgjörvaeðlisfræði yfir í makró-skala ljósfræðikerfa.
Það þjónar bæði sem vísbending um geisgæða og hönnunarmörk fyrir samþættingu. Þar sem kröfur um notkun og flækjustig kerfa halda áfram að aukast, verður skilningur og stjórnun á frávikum kjarnahæfni fyrir bæði leysiframleiðendur og samþættingaraðila - sérstaklega til að ná meiri afli, birtu og áreiðanleika.
Birtingartími: 14. júlí 2025