| Kapselointijuote Diodilaserpalkkien pinot | AuSn-pakkaus |
| Keskiaallonpituus | 1064 nm |
| Lähtöteho | ≥55W |
| Työvirta | ≤30 A |
| Käyttöjännite | ≤24V |
| Työtila | CW |
| Ontelon pituus | 900 mm |
| Lähtöpeili | T = 20 % |
| Veden lämpötila | 25±3 ℃ |
Tilaa sosiaalisen median kanavamme saadaksesi nopeita julkaisuja
Abstrakti
Jatkuvatoimisten diodipumppauslasereiden kysyntä kasvaa nopeasti olennaisena pumppauslähteenä kiinteän olomuodon lasereissa. Nämä moduulit tarjoavat ainutlaatuisia etuja kiinteän olomuodon lasersovellusten erityisvaatimusten täyttämisessä. G2 - diodipumppauskiinteän olomuodon laser, LumiSpot Techin jatkuvatoimisten diodipumppujen sarjan uusi tuote, tarjoaa laajemman sovellusalueen ja paremmat suorituskykyominaisuudet.
Tässä artikkelissa käsittelemme CW-diodipumppu-kiinteän olomuodon laserin tuotesovelluksia, -ominaisuuksia ja -etuja. Artikkelin lopussa esittelen Lumispot Techin CW DPL:n testiraportin ja erityisetumme.
Sovelluskenttä
Suuritehoisia puolijohdelasereita käytetään pääasiassa pumppulähteinä kiinteän olomuodon lasereissa. Käytännön sovelluksissa puolijohdelaseridiodipumppauslähde on avainasemassa laserdiodipumpatun kiinteän olomuodon laserteknologian optimoinnissa.
Tämän tyyppinen laser käyttää kiteiden pumppaamiseen perinteisen krypton- tai ksenonlampun sijaan puolijohdelaseria, jolla on kiinteä aallonpituus. Tämän vuoksi tätä päivitettyä laseria kutsutaan 2ndjatkuvatoimisen pumppauslaserin (G2-A) sukupolvi, jolla on ominaisuuksia, kuten korkea hyötysuhde, pitkä käyttöikä, hyvä säteen laatu, hyvä vakaus, kompaktius ja miniatyrisointi.
Suuritehoinen pumppauskyky
CW-diodipumppulähde tarjoaa voimakkaan optisen energian purkauksen, joka pumppaa tehokkaasti vahvistusväliainetta kiinteän olomuodon laserissa, mikä mahdollistaa kiinteän olomuodon laserin parhaan suorituskyvyn. Lisäksi sen suhteellisen korkea huipputeho (tai keskimääräinen teho) mahdollistaa laajemman valikoiman sovelluksiateollisuudessa, lääketieteessä ja tieteessä.
Erinomainen palkki ja vakaus
CW-puolijohdepumppauslasermoduulilla on erinomainen valonsäteen laatu ja spontaani vakaus, mikä on ratkaisevan tärkeää hallittavan ja tarkan laservalon tuoton toteuttamiseksi. Moduulit on suunniteltu tuottamaan tarkasti määritelty ja vakaa sädeprofiili, mikä varmistaa kiinteän olomuodon laserin luotettavan ja tasaisen pumppauksen. Tämä ominaisuus täyttää täydellisesti lasersovellusten vaatimukset teollisessa materiaalinkäsittelyssä. laserleikkausja tutkimus- ja kehitystyötä.
Jatkuva aaltotoiminta
Jatkuvan aallonpituuden laserin ja pulssilaserin edut yhdistyvät jatkuvan aallonpituuden laserin ja pulssilaserin tärkeimpänä erona on teho.CW Laser, joka tunnetaan myös jatkuvan aallon laserina, toimii vakaasti ja pystyy lähettämään jatkuvaa aaltoa.
Kompakti ja luotettava muotoilu
CW DPL voidaan helposti integroida nykyiseenkiinteän olomuodon laserriippuen kompaktista suunnittelusta ja rakenteesta. Niiden kestävä rakenne ja korkealaatuiset komponentit takaavat pitkäaikaisen luotettavuuden, minimoivat seisokkiajat ja ylläpitokustannukset, mikä on erityisen tärkeää teollisessa valmistuksessa ja lääketieteellisissä toimenpiteissä.
DPL-sarjan markkinakysyntä - kasvavat markkinamahdollisuudet
Koska kiinteän olomuodon lasereiden kysyntä kasvaa jatkuvasti eri teollisuudenaloilla, kasvaa myös tarve tehokkaille pumppauslähteille, kuten jatkuvatoimisille diodipumppauslasermoduuleille. Teollisuudenalat, kuten valmistus, terveydenhuolto, puolustus ja tieteellinen tutkimus, luottavat kiinteän olomuodon lasereihin tarkkuussovelluksissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kiinteän olomuodon laserin diodipumppauslähteenä tuotteiden ominaisuudet: suuri pumppausteho, jatkuva toimintatila, erinomainen säteen laatu ja vakaus sekä kompakti rakenne lisäävät näiden lasermoduulien markkinoiden kysyntää. Toimittajana Lumispot Tech panostaa myös paljon DPL-sarjan suorituskyvyn ja siinä käytettyjen teknologioiden optimointiin.
Lumispot Techin G2-A DPL -tuotepaketti
Jokainen tuotesarja sisältää kolme ryhmää vaakasuoraan pinottuja moduuliryhmiä, joista jokainen pumppausteho on noin 100 W @ 25 A ja kokonaispumppausteho 300 W @ 25 A.
G2-A-pumpun fluoresenssipiste on esitetty alla:
G2-A-diodipumppuisen kiinteän olomuodon laserin tärkeimmät tekniset tiedot:
Vahvuutemme teknologiassa
1. Ohimenevä lämmönhallintatekniikka
Puolijohdepumpattuja kiinteän olomuodon lasereita käytetään laajalti lähes jatkuvan aallon (CW) sovelluksissa, joissa on suuri huipputeho, ja jatkuvan aallon (CW) sovelluksissa, joissa on suuri keskimääräinen teho. Näissä lasereissa jäähdytysrivan korkeus ja sirujen välinen etäisyys (eli substraatin ja sirun paksuus) vaikuttavat merkittävästi tuotteen lämmönpoistokykyyn. Suurempi sirujen välinen etäisyys johtaa parempaan lämmönpoistoon, mutta lisää tuotteen tilavuutta. Kääntäen, jos sirujen välistä etäisyyttä pienennetään, tuotteen koko pienenee, mutta tuotteen lämmönpoistokyky voi olla riittämätön. Pienimmän tilavuuden hyödyntäminen optimaalisen puolijohdepumpatun kiinteän olomuodon laserin suunnittelussa, joka täyttää lämmönpoistovaatimukset, on vaikea tehtävä suunnittelussa.
Vakaan tilan lämpösimulaation kuvaaja
Lumispot Tech käyttää äärellisten elementtien menetelmää laitteen lämpötilakentän simulointiin ja laskentaan. Lämpösimulaatiossa käytetään sekä kiinteän lämmönsiirron tasaisen tilan lämpösimulaatiota että nesteen lämpötilan lämpösimulaatiota. Jatkuvassa käytössä, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty, tuotteella on optimaalinen sirujen välistys ja järjestely kiinteän lämmönsiirron tasaisen tilan lämpösimulaatio-olosuhteissa. Tällä välistyksellä ja rakenteella tuotteella on hyvä lämmönpoistokyky, alhainen huippulämpötila ja erittäin kompakti ominaisuus.
2.AuSn-juotekapselointiprosessi
Lumispot Tech käyttää pakkaustekniikkaa, jossa perinteisen indiumjuotteen sijaan käytetään AnSn-juotetta indiumjuotteen aiheuttaman lämpöväsymisen, sähkömigraation ja sähkö-lämpömigraation ongelmien ratkaisemiseksi. Käyttämällä AuSn-juotetta yrityksemme pyrkii parantamaan tuotteiden luotettavuutta ja pitkäikäisyyttä. Tämä korvaaminen tehdään varmistaen samalla vakiotankojen välisen etäisyyden, mikä parantaa entisestään tuotteiden luotettavuutta ja käyttöikää.
Suuritehoisten puolijohdepumpattujen kiinteän olomuodon lasereiden pakkaustekniikassa indiummetallia (In) on otettu käyttöön hitsausmateriaalina useiden kansainvälisten valmistajien keskuudessa sen etuna on alhainen sulamispiste, alhainen hitsausjännitys, helppo käyttö sekä hyvä plastinen muodonmuutos ja tunkeutuminen. Jatkuvassa käytössä olevissa puolijohdepumpatuissa kiinteän olomuodon lasereissa vaihtuva jännitys aiheuttaa kuitenkin indiumhitsauskerroksen jännitysväsymistä, mikä johtaa tuotteen rikkoutumiseen. Erityisesti korkeissa ja matalissa lämpötiloissa sekä pitkillä pulssinleveyksillä indiumhitsauksen vikaantumisaste on erittäin ilmeinen.
Eri juotospakkauksilla varustettujen lasereiden kiihdytettyjen käyttöikätestien vertailu
600 tunnin vanhentamisen jälkeen kaikki indiumjuotteella kapseloidut tuotteet pettävät, kun taas kultatinalla kapseloidut tuotteet toimivat yli 2 000 tuntia lähes muuttumatta tehossa, mikä heijastaa AuSn-kapseloinnin etuja.
Parantaakseen suurtehoisten puolijohdelasereiden luotettavuutta ja samalla säilyttääkseen erilaisten suorituskykyindikaattoreiden yhdenmukaisuuden, Lumispot Tech on ottanut käyttöön kovajuotteen (AuSn) uudentyyppisenä pakkausmateriaalina. Lämpölaajenemiskertoimella sovitetun alustamateriaalin (CTE-Matched Submount) käyttö, joka poistaa tehokkaasti lämpöjännityksen, on hyvä ratkaisu kovajuotteiden valmistuksessa mahdollisesti ilmeneviin teknisiin ongelmiin. Välttämätön edellytys alustamateriaalin (alusmateriaalin) juottamiselle puolijohdesirulle on pinnan metallointi. Pinnan metallointi tarkoittaa diffuusioesteen ja juotteen tunkeutumiskerroksen muodostumista alustamateriaalin pinnalle.
Indiumjuoteeseen kapseloidun laserin sähkömigraatiomekanismin kaaviokuva
Parantaakseen suurtehoisten puolijohdelasereiden luotettavuutta ja samalla säilyttääkseen erilaisten suorituskykyindikaattoreiden yhdenmukaisuuden, Lumispot Tech on ottanut käyttöön kovajuotteen (AuSn) uudentyyppisenä pakkausmateriaalina. Lämpölaajenemiskertoimella sovitetun alustamateriaalin (CTE-Matched Submount) käyttö, joka poistaa tehokkaasti lämpöjännityksen, on hyvä ratkaisu kovajuotteiden valmistuksessa mahdollisesti ilmeneviin teknisiin ongelmiin. Välttämätön edellytys alustamateriaalin (alusmateriaalin) juottamiselle puolijohdesirulle on pinnan metallointi. Pinnan metallointi tarkoittaa diffuusioesteen ja juotteen tunkeutumiskerroksen muodostumista alustamateriaalin pinnalle.
Sen tarkoituksena on toisaalta estää juotteen diffuusio alustamateriaaliin ja toisaalta vahvistaa juotetta alustamateriaalin hitsauskyvyn kanssa, jotta juotekerros ei muodosta onteloa. Pinnan metallointi voi myös estää alustamateriaalin pinnan hapettumisen ja kosteuden tunkeutumisen, vähentää kosketusvastusta hitsausprosessissa ja siten parantaa hitsauslujuutta ja tuotteen luotettavuutta. Kovajuotteen AuSn käyttö hitsausmateriaalina puolijohdepumpatuissa kiinteän tilan lasereissa voi tehokkaasti estää indiumin jännitysväsymisen, hapettumisen, sähkötermisen migraation ja muita vikoja, mikä parantaa merkittävästi puolijohdelasereiden luotettavuutta ja laserin käyttöikää. Kulta-tinakapselointitekniikan käyttö voi ratkaista indiumjuotteen sähkömigraatioon ja sähkötermiseen migraatioon liittyvät ongelmat.
Ratkaisu Lumispot Techiltä
Jatkuvatoimisissa tai pulssilasereissa pumppaussäteilyn absorboitumisesta laserväliaineeseen syntyvä lämpö ja väliaineen ulkoinen jäähdytys johtavat epätasaiseen lämpötilan jakautumiseen laserväliaineen sisällä, mikä johtaa lämpötilagradientteihin ja aiheuttaa muutoksia väliaineen taitekertoimessa, mikä puolestaan tuottaa erilaisia lämpövaikutuksia. Vahvistusväliaineen sisällä oleva lämpökerros johtaa lämpölinssiefektiin ja lämpöön indusoituun kahtaistaittumisilmiöön, jotka aiheuttavat tiettyjä häviöitä laserjärjestelmässä ja vaikuttavat laserin stabiilisuuteen ontelossa sekä säteen laatuun. Jatkuvasti toimivassa laserjärjestelmässä vahvistusväliaineen lämpöjännitys muuttuu pumppaustehon kasvaessa. Järjestelmän erilaiset lämpövaikutukset vaikuttavat vakavasti koko laserjärjestelmään, mikä parantaa säteen laatua ja lisää lähtötehoa. Yksi ratkaistavista ongelmista on, että kiteiden lämpövaikutus työprosessissa voidaan tehokkaasti estää ja lieventää. Tutkijat ovat olleet pitkään ymmällään siitä, miten kiteiden lämpövaikutus työprosessissa voidaan tehokkaasti estää ja lieventää, ja siitä on tullut yksi tämänhetkisistä tutkimuskohteista.
Nd:YAG-laser lämpölinssillä
Suuritehoisten LD-pumpattujen Nd:YAG-lasereiden kehitysprojektissa ratkaistiin lämpölinssiontelolla varustetut Nd:YAG-laserit, jotta moduuli voi saavuttaa suuren tehon ja samalla korkean säteen laadun.
Lumispot Tech on kehittänyt G2-A-moduulin osana projektia, jossa kehitetään suuritehoista LD-pumpattua Nd:YAG-laseria. Se ratkaisee merkittävästi lämpölinssejä sisältävien onteloiden aiheuttaman pienemmän tehon ongelman, jolloin moduuli saavuttaa suuren tehon ja korkealaatuisen säteen.
Julkaisun aika: 24.7.2023