Istnieje kilka zalet i wad stosowania lasera diodowego. Należy do nich długa żywotność i brak konieczności stosowania luster do korekty asymetrii wiązki lub uzyskania odbicia. Są one preferowanym wyborem w przypadku cienkich materiałów i małych przestrzeni roboczych. Istnieją jednak pewne problemy związane z używaniem lasera diodowego do grawerowania. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.
Długa żywotność diod laserowych
Diody laserowe to urządzenia o dużej mocy i stosunkowo długiej żywotności. Generują jednak ciepło odpadowe i muszą być podłączone do odpowiedniego radiatora, aby zapewnić ich długotrwałą wydajność. Zazwyczaj dioda laserowa może przekształcić od 10 do 60 procent swojej mocy wejściowej w światło widzialne. Ilość ciepła odpadowego wytwarzanego przez diody laserowe jest mierzona jako stosunek całkowitej mocy wejściowej do optycznej mocy wyjściowej.
Żywotność i niezawodność diody laserowej zależy od zastosowania, w którym jest używana. Na podstawie tych wymagań można dobrać odpowiedni PLD i elektronikę napędową. Jednakże, gdy temperatura pracy przekracza optymalny zakres, może to spowodować uszkodzenie diody. Kontrolując temperaturę diod laserowych, można podwoić ich żywotność.
Kolejnym ważnym czynnikiem wpływającym na długą żywotność diod laserowych jest właściwe uziemienie. Przepięcia i duże prądy mogą uszkodzić diody laserowe. Ponadto muszą być one eksploatowane w zakresie ich napięć znamionowych. W przeciwnym razie mogą one ulec nieodwracalnym uszkodzeniom. W szczególności, wysokie poziomy wyjściowe mogą spowodować krótkotrwałe stopienie krawędzi diody laserowej, co powoduje defekty kryształu.
Chociaż laser półprzewodnikowy może działać do 50 000 godzin, ich żywotność drastycznie spada pod wpływem ciepła. Wynika to z faktu, że półprzewodniki w diodach laserowych pracują z ułamkiem swojej mocy znamionowej. Podczas pracy w temperaturze wyższej niż 10degC, żywotność lasera zostanie zmniejszona o 50 procent. Aby temu zapobiec, dostępne są inteligentne czujniki, które mogą monitorować i zapobiegać degradacji żywotności lasera.
Dioda laserowa ma dwa rodzaje bandgap. Pierwszy typ to bezpośrednia przerwa pasmowa. Drugi to pasmo pośrednie. W półprzewodnikach o bezpośredniej przerwie pasmowej występuje przejście pomiędzy półprzewodnikami typu p i typu n. Prowadzi to do powstania regionu zubożenia. Prowadzi to do powstania regionu zubożenia, czyli tego, co potocznie określa się mianem lasera iniekcyjnego.
Brak konieczności stosowania luster do uzyskania refleksyjności
Proces uzyskiwania refleksyjności w laserach diodowych nie wymaga stosowania luster. Aby uzyskać odbiciowość od lasera, pręt laserowy umieszcza się w uchwycie i wprowadza do komory próżniowej. Wytworzone w powietrzu powierzchnie zwierciadeł pokryte są samoistnym tlenkiem i zanieczyszczeniami, które ograniczają czas życia lasera półprzewodnikowego. Aby zapobiec powstawaniu nowych zanieczyszczeń na powierzchniach lustrzanych, nakłada się na nie warstwę ochronną. Warstwa ta jest następnie czyszczona za pomocą niskoenergetycznego medium reaktywnego.
Jakość powierzchni luster laserowych jest bardzo ważna, aby uniknąć zniekształceń wiązki. Zazwyczaj lustra są wykonane z ceramiki szklanej. W niektórych przypadkach, lustro może być osadzone bezpośrednio na krysztale lasera. Typowy substrat lustra jest cylindryczny, o średnicy 1 cala i grubości 6 mm. Ważnymi cechami luster o wysokim współczynniku odbicia są niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i wysoka sztywność.
Rozwiązaniem problemu zanieczyszczeń jest metoda generowania powierzchni lustrzanych o niezanieczyszczonych powierzchniach. Proces ten jest określany jako pasywacja. Kilka opublikowanych referencji opisuje rozwój metod pasywacji. Metody te mogą zapewnić lustra o dwukrotnie większej refleksyjności niż lustra konwencjonalne.
Laser diodowy ma dwa główne elementy: wnękę optyczną i region wzmocnienia. Najprostsze diody laserowe tworzą falowód optyczny na podłożu krystalicznym. Podczas pracy wnęka jest wypełniona energią elektryczną, która wzmacnia przechodzącą przez nią falę świetlną. Światło laserowe jest wówczas emitowane z krawędzi matrycy diody.
W laserach diodowych wykorzystuje się materiały, które różnią się od zwykłych diod. Materiały te są umieszczone pomiędzy dwoma warstwami o wysokiej przerwie pasmowej. Warstwy te mają różne współczynniki załamania światła, dzięki czemu laser może pracować na różnych częstotliwościach.
Brak konieczności stosowania luster do korygowania asymetrii wiązki
W dostępnych na rynku systemach laserów diodowych układy optyczne korygujące wiązkę i dioda laserowa są zintegrowane w zespole wstępnie wyregulowanej głowicy. Układ optyczny korygujący wiązkę może być prostym, cienkim, niskomagnesowym zwierciadłem z naprzemiennymi powłokami anty- i wysokoodbiciowymi, które zapewniają, że pozorny punkt początkowy wiązki jest taki sam w płaszczyznach ortogonalnych.
Długość fali lasera diodowego zmienia się w zależności od jego parametrów geometrycznych. Odległość między laserem a celem może być zmieniana w celu dalszego ograniczenia wiązki. Ponadto, architektura diody może być zmieniana w celu spełnienia celów operacyjnych. Dwie popularne techniki kontroli rozchodzenia się wiązki to gain-guiding i index-guiding. Konstrukcja Gain-guiding jest stosowana od czasów wczesnych laserów diodowych i skupia fotony w pobliżu największego strumienia nośników ładunku. Jest to zależne od kształtu paska elektrody metalicznej na powierzchni płytki.
Najczęstszą przyczyną katastrofalnych awarii diod laserowych są uszkodzenia wywołane przez mechanizmy elektroniczne. Powszechnie znanym problemem jest wyładowanie elektrostatyczne (ESD), gdzie na ludziach i sprzęcie w laboratorium gromadzi się niewielki ładunek elektryczny. Powoduje to awarię diody laserowej, dlatego ważne jest, aby chronić laser za pomocą urządzeń zabezpieczających przed ESD.
Oprócz długości fali, kolejnym ważnym czynnikiem, który należy rozważyć, jest opakowanie diody. Istnieje wiele rodzajów opakowań i każde z nich ma zalety i wady. Niektóre diody są umieszczone w puszkach TO, motylkach lub opakowaniach typu submount/C-mount. Właściwe opakowanie zależy od przeznaczenia lasera, dlatego użytkownicy powinni dokładnie zbadać różne opcje, aby wybrać najlepszą.
Jedną z metod rozwiązania problemu asymetrii wiązki w laserze diodowym jest wbudowanie pary pryzmatów anamorficznych. Technika ta polega na obracaniu lub fizycznym przesuwaniu pary pryzmatów pod kątem związanym z powierzchnią emitującą 28. Metoda ta może być również stosowana do korygowania błędów wskazań osi szybkiej, które zwykle występują, gdy kolimator osi szybkiej 38 jest przesunięty względem powierzchni emitującej 28.
Uniwersalność
Laser diodowy jest laserem półprzewodnikowym. Lasery te mają stosunkowo dużą moc i wysoki poziom niezawodności. Dioda zbudowana jest z warstw kryształu półprzewodnikowego, które mają różny współczynnik załamania światła i pasmo przenoszenia. Ten typ lasera jest w stanie pracować w szerokim zakresie temperatur.
Jest stosowany w procesach klejenia w celu poprawy przyczepności materiałów kompozytowo-zębinowych. Konkretnie, może być stosowany na każdym etapie procesu klejenia. W jednym z badań oceniano wpływ napromieniowania laserem diodowym na mikroprzecieki na brzegach zębiny i szkliwa.
Lasery diodowe są wykorzystywane do wielu zastosowań. Jednym z najczęstszych zastosowań jest przemysł poligraficzny. Diody mogą być wykorzystywane w czytnikach kodów kreskowych, drukarkach laserowych, skanowaniu obrazów, desygnatach, zapłonie spalin, chirurgii laserowej oraz sortowaniu przemysłowym. Innym zastosowaniem jest broń, gdzie wiązki laserowe są wykorzystywane do kontroli reakcji chemicznych.
Ważną cechą lasera diodowego jest jego próg energetyczny. Jego moc wyjściowa zależy od przyłożonego do niego prądu. Jeśli prąd jest zbyt duży, laser nie będzie działał. Powyżej progu następuje spontaniczna emisja światła. Wytworzone światło jest słabe. Ważnym czynnikiem jest również jego wrażliwość na zakłócenia.
Kolejną ważną cechą lasera diodowego jest jego uniwersalność. Jest on przydatny do cięcia i grawerowania zarówno materiałów przezroczystych, jak i metalicznych. Nie można go jednak stosować do cięcia metali w trybie CW. Do tego celu niezbędne są moduły laserowe o dużej mocy. Dzięki temu może on osiągnąć wysoką energię impulsu, co jest niemożliwe w trybie CW.
Długość fali lasera diodowego zależy od materiału półprzewodnikowego użytego do jego budowy. Niektóre materiały lepiej generują światło laserowe niż inne. Przykładem powszechnie stosowanego w laserach półprzewodnika jest krzem.
Efekty uboczne
Efekty uboczne depilacji laserem diodowym różnią się w zależności od rodzaju skóry i koloru włosów, zastosowanego planu leczenia oraz przestrzegania przez pacjenta zasad pielęgnacji przed i po zabiegu. Najczęstsze efekty uboczne to zaczerwienienie, obrzęk i podrażnienie skóry. W rzadkich przypadkach mogą wystąpić zmiany pigmentacyjne.
Pomimo ryzyka wystąpienia skutków ubocznych, lasery diodowe są skuteczne w usuwaniu nadmiernego owłosienia twarzy i ciała. Mogą jednak nie być tak skuteczne w przypadku jaśniejszej lub ciemniejszej skóry. Osoby z porfirią lub innymi schorzeniami powinny unikać zabiegów laserowych na twarzy. Aby zabieg był bezpieczny, lasery powinny być przechowywane w chłodnym miejscu i używane w odpowiednim ustawieniu.
Początkowe efekty depilacji laserem diodowym trwają od dwóch do ośmiu tygodni, w zależności od tempa wzrostu włosów u pacjenta. Po pierwszym zabiegu zaleca się jedną do dwóch sesji podtrzymujących. Aby osiągnąć najlepsze wyniki, pacjenci powinni zaplanować pierwszy zabieg przed poddaniem się innym zabiegom laserowym. Należy również pamiętać, że zabiegi z użyciem lasera diodowego powinny być wykonywane miesiąc przed wszelkimi zabiegami z użyciem botoksu.
Diodowa LVP jest jedną z najnowszych technik zastępujących standardową TURP w krajach rozwiniętych. Jest uważana za dobrą alternatywę dla standardowej TURP i HOLEP i ma mniej działań niepożądanych niż TURP. Ma wiele zalet, w tym zwiększone bezpieczeństwo śródoperacyjne, natychmiastowe usuwanie tkanek i brak zespołu TUR. Pomimo potencjalnych zagrożeń, diodowa LVP jest skuteczną metodą leczenia BPH. Do osiągnięcia pożądanych rezultatów może być konieczne wykonanie wielu zabiegów.
Laser diodowy jest laserem typu iniekcyjnego. Światło emitowane przez to urządzenie jest niezwykle gorące i powoduje uszkodzenie mieszków włosowych. W rezultacie nowe włosy nie będą rosły. Powstałe w ten sposób włosy będą wypadać. Tak długo, jak zabieg jest wykonywany prawidłowo, lasery diodowe mogą być skuteczne w usuwaniu niechcianych włosów z pleców i klatki piersiowej.
Podobne tematy