Os lasers verdes são comumente utilizados em várias aplicações, desde a investigação científica até ao processamento industrial e a electrónica de consumo.Os lasers verdes enfrentam vários desafios de falha que podem afetar seu desempenho e duraçãoCompreender estes modos de falha e as suas causas subjacentes é essencial para os engenheiros e utilizadores que desejam maximizar a fiabilidade e eficiência dos dispositivos a laser.
1- Modo saltando.
O hopping de modo ocorre quando a frequência de saída do laser de repente pula entre diferentes modos de ressonância dentro da cavidade do laser.Esta instabilidade leva a flutuações no comprimento de onda e potência de saída do laser, o que pode afectar gravemente as aplicações que exigem luz precisa e estável.
Os principais gatilhos para a mudança de modo incluem mudanças de temperatura, vibrações mecânicas e variações na corrente de injeção.Mesmo pequenas mudanças no comprimento da cavidade ou no índice de refração alteram a condição de ressonânciaA gestão da estabilidade térmica e a minimização das tensões mecânicas podem ajudar a reduzir este problema.
2- Degradação de energia.
A degradação de potência manifesta-se como uma diminuição gradual da potência de saída e um aumento da corrente limite do laser.
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Formação e crescimento de defeitosNo interior do cristal laser, tais como deslocamentos e defeitos de ponto escuro, que aumentam a recombinação não radiativa e reduzem a eficiência.
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Danos ópticos nos espelhos ou revestimentos, especialmente em níveis de potência elevados, o que aumenta a absorção e o aquecimento local, levando às vezes a danos ópticos catastróficos.
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Degradação da interface do materialDentro da região ativa, onde a difusão atômica e tensões térmicas degradam as estruturas de poço quântico cruciais para a emissão de laser.
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Envelhecimento dos eléctrodos e aglomeração da corrente, resultando em injecção de corrente desigual e sobreaquecimento localizado.
3Danos de cristal.
O dano ao cristal refere-se a defeitos físicos e danos dentro da região ativa do laser ou materiais circundantes.
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A formação e propagação de redes de deslocações que prejudicam a recombinação elétron-buraco.
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Micro-fissuras geradas por ciclos térmicos e tensões mecânicas.
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Difusão de impurezas e degradação das interfaces heterostruturais que perturbam a ação eficiente do laser.
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Manchas localizadas de "queimadura" em superfícies ópticas causadas pela absorção de luz de alta intensidade, conhecidas como danos ópticos catastróficos, que podem desativar permanentemente o laser.
4Questões de gestão térmica
O calor é um inimigo crítico dos lasers verdes.
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Temperatura excessiva aumenta causando expansão do material e estresse.