Laserdiodipalkki: Suurtehoisten lasersovellusten ydinvoima

Lasertekniikan kehittyessä myös laserlähteiden tyypit monimuotoistuvat. Niistä laserdiodipalkki erottuu edukseen suurella tehollaan, kompaktilla rakenteellaan ja erinomaisella lämmönhallinnallaan, mikä tekee siitä olennaisen komponentin esimerkiksi teollisessa prosessoinnissa, lääketieteellisessä estetiikassa, pumppulähteissä ja tieteellisessä tutkimuksessa.

1. Mikä on laserdiodipalkki?

Laserdiodipalkki, joka tunnetaan myös laserdiodiryhmänä, on suuritehoinen puolijohdelaserlaite, joka on muodostettu integroimalla useita lasersäteilyä emittoivia yksiköitä yhdelle yhteiselle alustalle. Tyypillisesti jokainen emittoiva yksikkö on noin 100 mikrometriä leveä, kun taas palkin kokonaisleveys voi vaihdella useista millimetreistä senttimetreihin. Koska useita laseryksiköitä on järjestetty vierekkäin, laserdiodipalkit voivat tuottaa jatkuvaa tai pulssimaista tehoa kymmenistä wateista yli kilowattiin.

2. Tärkeimmät ominaisuudet

① Suuri tehotiheys

Laserdioditangot integroivat useita säteilijöitä kompaktiin tilaan erittäin suuren tehon tuottamiseksi, mikä tekee niistä ihanteellisia sovelluksiin, jotka vaativat suuria määriä energiaa.

② Erinomainen lämmönhallinta

Tankorakenne on yhteensopiva useiden pakkaustekniikoiden, kuten AuSn:n (kulta-tina), all-indiumin ja hybridipakkausten, kanssa, jotka parantavat lämmönpoistoa, pidentävät laitteen käyttöikää ja varmistavat vakaan pitkäaikaisen toiminnan.

③ Mukautettavat aallonpituudet

Sovelluksesta riippuen laserdiodipalkkeja voidaan suunnitella eri toiminta-aallonpituuksille, kuten 808 nm, 915 nm, 940 nm ja 976 nm. Saatavilla on myös erityisiä aallonpituuden räätälöintejä erilaisten materiaalien ja järjestelmien erityistarpeiden täyttämiseksi.

④ Joustava säteen muotoilu

Vaikka laserdiodipalkkien säteen laatu on yleensä heikompi kuin yksimuotolasereiden, optisia komponentteja, kuten linssiryhmiä, kuitukytkentää ja mikrolinssijärjestelmiä, voidaan käyttää säteen kollimoimiseen tai fokusointiin, mikä parantaa integrointia ja joustavuutta järjestelmäsovelluksissa.

3. Sovellusalueet

① Teollinen valmistus

Muovien hitsauksessa, metallien lämpökäsittelyssä, laserpuhdistuksessa ja merkkauksessa käytettävät laserdioditangot tarjoavat erinomaisen hinta-laatusuhteen järjestelmissä, jotka vaativat suuritehoisia laserlähteitä.

② Lääketieteellinen ja esteettinen

Esimerkiksi 808 nm:n laserdiodisauvoja käytetään laajalti laserkarvanpoistolaitteissa. Ne tarjoavat suuren tehon ja kohtuullisen tunkeutumissyvyyden, tuhoten tehokkaasti karvatupet vahingoittamatta ympäröivää kudosta.

③ Kuitulasereiden pumppulähteet

Suuritehoisissa kuitulaserjärjestelmissä laserdioditankoja käytetään usein pumppulähteinä Yb- tai Er-seostettujen kuitujen virittämiseen, ja niillä on korvaamaton rooli suuritehoisten laserjärjestelmien rakentamisessa.

④ Tieteellinen tutkimus ja puolustus

Laserdioditankoja käytetään myös laajalti edistyneissä teknologioissa, kuten korkeaenergisten fysiikan kokeissa, LiDARissa ja laserviestinnässä, niiden vakaan lähtötehon ja muokattavien ominaisuuksien ansiosta.

Laserjärjestelmien suorituskykyvaatimusten jatkuvasti kasvaessa laserdioditangot kehittyvät kohti suurempaa tehoa, parempaa luotettavuutta, pienempiä kokoja ja alhaisempia kustannuksia. Lasersovellusjärjestelmien keskeisenä komponenttina laserdioditangot ovat laajalti käytössä korkean teknologian aloilla. Jatkuvan teknologisen kehityksen ja yhä kypsämmän teollisuusketjun myötä laserdioditankojen odotetaan nauttivan laajemmista markkinanäkymistä ja ottavan strategisemman roolin tulevaisuudessa.