Yeşil lazerler, bilimsel araştırmalardan endüstriyel işlemlere ve tüketici elektroniğine kadar çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaygın kullanımlarına ve avantajlarına rağmen, yeşil lazerler, performanslarını ve ömürlerini etkileyebilecek çeşitli arıza sorunlarıyla karşı karşıyadır. Bu arıza modlarını ve bunların altında yatan nedenleri anlamak, lazer cihazının güvenilirliğini ve verimliliğini en üst düzeye çıkarmak isteyen mühendisler ve kullanıcılar için çok önemlidir.
1. Mod Atlama
Mod atlama, lazerin çıkış frekansının lazer boşluğundaki farklı rezonans modları arasında aniden atlamasıyla meydana gelir. Bu kararsızlık, lazerin dalga boyunda ve çıkış gücünde dalgalanmalara yol açar ve bu da hassas ve kararlı ışık gerektiren uygulamaları ciddi şekilde etkileyebilir.
Mod atlama için başlıca tetikleyiciler arasında sıcaklık değişiklikleri, mekanik titreşimler ve enjeksiyon akımındaki değişiklikler yer alır. Boşluk uzunluğunda veya kırılma indeksinde meydana gelen küçük değişiklikler bile rezonans koşulunu değiştirerek lazerin öngörülemez bir şekilde mod değiştirmesine neden olur. Termal kararlılığı yönetmek ve mekanik gerilmeleri en aza indirmek bu sorunu azaltmaya yardımcı olabilir.
2. Güç Düşüşü
Güç düşüşü, çıkış gücünde kademeli bir azalma ve lazerin eşik akımında bir artış olarak kendini gösterir. Bu düşüşe çeşitli faktörler katkıda bulunur:
-
Kusur oluşumu ve büyümesi lazer kristalinin içinde, dislokasyonlar ve karanlık nokta kusurları gibi, radyasyonsuz rekombinasyonu artıran ve verimliliği azaltan.
-
Aynalarda veya kaplamalarda optik hasar özellikle yüksek güç seviyelerinde, emilimi ve yerel ısıtmayı artırır, bazen felaket optik hasara yol açar.
-
Malzeme arayüzü bozulması atomik difüzyon ve termal gerilmelerin lazer emisyonu için kritik olan kuantum kuyusu yapılarını bozduğu aktif bölgede.
-
Elektrot yaşlanması ve akım sıkışması düzensiz akım enjeksiyonu ve yerel aşırı ısınmaya neden olur.
3. Kristal Hasarı
Kristal hasarı, lazerin aktif bölgesinde veya çevreleyen malzemelerde meydana gelen fiziksel kusurları ve hasarları ifade eder. Bu kusurlar şunları içerir:
-
Elektron-delik rekombinasyonunu bozan dislokasyon ağlarının oluşumu ve yayılması.
-
Termal döngü ve mekanik gerilim tarafından oluşturulan mikro çatlaklar.
-
Verimli lazer etkisini bozan safsızlıkların difüzyonu ve heteroyapı arayüzlerinin bozulması.
-
Yüksek yoğunluklu ışık emilimi nedeniyle optik yüzeylerde oluşan, felaket optik hasar olarak bilinen, lazeri kalıcı olarak devre dışı bırakabilen yerelleşmiş “yanık” noktaları.
4. Termal Yönetim Sorunları
Isı, yeşil lazerlerin kritik bir düşmanıdır. Kötü termal yönetim şunlara yol açar:
-
Malzeme genleşmesine ve gerilime neden olan aşırı sıcaklık artışları.
-