A diódás lézer (lézerdióda) félvezető alapú lézerforrás, amelyben a lézersugár közvetlenül egy p–n átmenettel rendelkező félvezető struktúrában keletkezik. Ebben a fejezetben kizárólag azokat a diódás lézereket tárgyaljuk, amelyek önálló lézerforrásként működnek, és elsősorban hobbi, félipari és speciális ipari alkalmazásokban terjedtek el.
A diódás lézerek ebben az értelemben nem azonosak a szálas (fiber) lézerekkel, amelyek diódás pumpálású, de teljesen eltérő felépítésű ipari rendszerek. A fiber technológia külön fejezetet kap.
🔬 A diódás lézer működési elve
A diódás lézer működése stimulált emisszión alapul. Elektromos előfeszítés hatására elektronok és lyukak kerülnek a félvezető aktív rétegbe, ahol populációinverzió alakul ki. A rekombináció során keletkező fotonok a félvezető chip két párhuzamos, részben tükröző törési síkja között visszaverődnek, amelyek Fabry–Pérot rezonátort alkotnak.
Az optikai visszacsatolás hatására koherens, irányított lézersugár jön létre, amely a dióda egyik végfelületén lép ki. A lézerműködés közvetlen elektromos pumpálással valósul meg, külső gerjesztő közeg vagy optikai erősítés nélkül.
🌈 Hullámhossz és szín a diódás lézereknél
A diódás lézerek hullámhosszát a félvezető anyag összetétele határozza meg. Ezek a lézerek jellemzően a látható és közeli infravörös tartományban működnek. A hullámhossz közvetlenül befolyásolja az anyagelnyelést, ezáltal az alkalmazhatóságot.
| Hullámhossz | Tartomány | Látható szín | Tipikus felhasználás |
|---|---|---|---|
| 405 nm | Látható | Lila | Finom gravírozás, PCB jelölés |
| 445–450 nm | Látható | Kék | Gravírozás, vékony bevonatok |
| 520 nm | Látható | Zöld | Speciális optikai alkalmazások |
| 630–660 nm | Látható | Vörös | Pozicionálás, célzás |
| 808 nm | Közeli IR | Nem látható | Félipari melegítés |
A hobbi és félipari diódás lézerrendszerek döntő többsége a 405 nm és 450 nm tartományban működik.
⚙️ Sugárminőség és geometriai sajátosságok
A diódás lézerek sugárminősége korlátozott. A kilépő sugár:
nem körszimmetrikus,
eltérő divergenciával rendelkezik a gyors és lassú tengely mentén,
fókuszálhatósága korlátozott.
Ez a tulajdonság nem hibának, hanem a technológia természetes következményének tekinthető. A sugárgeometria jól illeszkedik olyan feladatokhoz, ahol nem pontszerű energiasűrűségre, hanem szélesebb, egyenletes energiaeloszlásra van szükség.
🏭 Alkalmazási területek
A klasszikus diódás lézerek elsősorban az alábbi területeken használhatók hatékonyan:
gravírozás és jelölés
vékony bevonatok eltávolítása
műanyagok felületkezelése
oktatási és demonstrációs rendszerek
alacsony teljesítményű félipari megoldások
Nem alkalmasak nagy energiasűrűséget igénylő feladatokra, mint például vastag anyagok vágása vagy ipari hegesztés.
🧠 Diódás lézer és ipari lézertechnológia
A diódás lézer ebben a kategóriában nem univerzális anyagmegmunkáló eszköz, hanem célzott feladatokra optimalizált technológia. Az ipari lézertechnológia magasabb szintjén – vágás, hegesztés, tisztítás – már eltérő rendszerek, elsősorban fiber lézerek kerülnek alkalmazásra, amelyek külön fejezetben kerülnek tárgyalásra.
🧩 Összefoglalás
A diódás lézerek:
közvetlen félvezető alapú lézerforrások,
jellemzően látható vagy közeli infravörös tartományban működnek,
hobbi, félipari és speciális ipari alkalmazásokra alkalmasak,
korlátozott sugárminőséggel, de jó energiahatékonysággal rendelkeznek.
Megfelelő alkalmazási területen használva hatékony, egyszerű és gazdaságos megoldást jelentenek, azonban ipari nagyenergiájú anyagmegmunkálásra nem helyettesítik a fejlettebb lézerrendszereket.
