| Інкапсуляція припою Діодні лазерні панелі | AuSn упакований |
| Центральна довжина хвилі | 1064 нм |
| Вихідна потужність | ≥55 Вт |
| Робочий струм | ≤30 А |
| Робоча напруга | ≤24В |
| Режим роботи | CW |
| Довжина порожнини | 900 мм |
| Вихідне дзеркало | T = 20% |
| Температура води | 25±3℃ |
Підпишіться на наші соціальні мережі, щоб отримувати оперативні публікації
Анотація
Попит на лазерні модулі з діодним накачуванням CW (безперервної хвилі) швидко зростає як важливе джерело накачування для твердотільних лазерів. Ці модулі пропонують унікальні переваги для задоволення конкретних вимог твердотільного лазера. G2 – твердотільний лазер з діодним насосом, новий продукт із серії діодних насосів CW від LumiSpot Tech, має ширше поле застосування та кращі характеристики.
У цій статті ми розповімо про застосування продукту, його характеристики та переваги щодо твердотільного лазера CW з діодним насосом. Наприкінці статті я продемонструю звіт про тестування CW DPL від Lumispot Tech і наші особливі переваги.
Поле застосування
Потужні напівпровідникові лазери в основному використовуються як джерела накачування для твердотільних лазерів. У практичних застосуваннях напівпровідникове лазерне діодне джерело накачування є ключовим для оптимізації технології твердотільного лазера з лазерним діодним накачуванням.
У цьому типі лазера для накачування кристалів використовується напівпровідниковий лазер із вихідною довжиною хвилі фіксованої довжини замість традиційної криптонової або ксенонової лампи. У результаті цей модернізований лазер отримав назву 2ndпокоління лазера накачування CW (G2-A), який має такі характеристики, як висока ефективність, тривалий термін служби, хороша якість променя, хороша стабільність, компактність і мініатюрність.
Висока потужність накачування
CW Diode Pump Source забезпечує інтенсивний сплеск швидкості оптичної енергії, ефективно накачуючи середовище посилення в твердотільному лазері, щоб досягти найкращих характеристик твердотільного лазера. Крім того, його відносно висока пікова потужність (або середня потужність) забезпечує ширший діапазон застосуваньпромисловості, медицини і науки.
Відмінний промінь і стабільність
Напівпровідниковий лазерний модуль накачування CW має надзвичайну якість світлового променя зі стабільністю спонтанно, що має вирішальне значення для реалізації керованого точного вихідного світла лазера. Модулі розроблені для створення чітко визначеного та стабільного профілю променя, що забезпечує надійне та послідовне накачування твердотільного лазера. Ця функція ідеально відповідає вимогам застосування лазера в промисловій обробці матеріалів, лазерне різання, і R&D.
Безперервна хвильова робота
Режим роботи CW поєднує в собі переваги лазера безперервної довжини хвилі та імпульсного лазера. Основною відмінністю між лазером CW і імпульсним є вихідна потужність.CW лазер, який також відомий як лазер безперервної хвилі, має характеристики стабільного режиму роботи та здатність посилати безперервну хвилю.
Компактний і надійний дизайн
CW DPL можна легко інтегрувати в струмтвердотільний лазерзалежно від компактного дизайну та структури. Їх міцна конструкція та високоякісні компоненти забезпечують тривалу надійність, мінімізуючи час простою та витрати на обслуговування, що особливо важливо в промисловому виробництві та медичних процедурах.
Ринковий попит із серії DPL - зростаючі ринкові можливості
Оскільки попит на твердотільні лазери продовжує зростати в різних галузях промисловості, зростає і потреба у високопродуктивних джерелах накачування, таких як лазерні модулі CW з діодним накачуванням. Такі галузі, як виробництво, охорона здоров’я, оборона та наукові дослідження, покладаються на твердотільні лазери для точних застосувань.
Підводячи підсумок, як джерело діодного накачування твердотільного лазера, характеристики продуктів: висока потужність накачування, режим роботи CW, чудова якість і стабільність променя, а також компактна конструкція, підвищують ринковий попит на ці продукти. лазерні модулі. Як постачальник Lumispot Tech також докладає багато зусиль для оптимізації продуктивності та технологій, застосованих у серії DPL.
Набір продуктів G2-A DPL від Lumispot Tech
Кожен набір продуктів містить три групи модулів масиву, розташованих горизонтально, кожна група модулів масиву Horizontal Stacked Array забезпечує потужність накачування приблизно 100 Вт при 25 А, а загальну потужність накачування становить 300 Вт при 25 А.
Пляма флуоресценції насоса G2-A показана нижче:
Основні технічні дані твердотільного лазера з діодним насосом G2-A:
Наша сила в технологіях
1. Перехідна технологія управління температурою
Твердотільні лазери з напівпровідниковою накачкою широко використовуються для квазібезперервних хвиль (CW) з високою піковою вихідною потужністю та безперервних хвиль (CW) із високою середньою вихідною потужністю. У цих лазерах висота теплового радіатора та відстань між мікросхемами (тобто товщина підкладки та мікросхеми) суттєво впливають на здатність виробу відводити тепло. Більша відстань від стружки до стружки покращує розсіювання тепла, але збільшує об’єм продукту. І навпаки, якщо відстань між мікросхемами зменшено, розмір виробу буде зменшено, але здатність продукту до розсіювання тепла може бути недостатньою. Використання найкомпактнішого обсягу для розробки оптимального твердотільного лазера з напівпровідниковою накачкою, який відповідає вимогам щодо розсіювання тепла, є складним завданням у проектуванні.
Графік стаціонарного теплового моделювання
Lumispot Tech застосовує метод кінцевих елементів для моделювання та розрахунку температурного поля пристрою. Для теплового моделювання використовується поєднання стаціонарного теплового моделювання теплопередачі твердого тіла та теплового моделювання температури рідини. Для умов безперервної роботи, як показано на малюнку нижче: пропонується, щоб продукт мав оптимальну відстань між стружками та розташування в умовах стаціонарного теплового моделювання передачі твердого тіла. За такої відстані та структури продукт має хорошу здатність розсіювати тепло, низьку пікову температуру та найбільш компактні характеристики.
2.Припій AuSnпроцес інкапсуляції
Lumispot Tech використовує технологію упаковки, яка використовує припій AnSn замість традиційного індієвого припою для вирішення проблем, пов’язаних із термічною втомою, електроміграцією та електротепловою міграцією, спричиненою індієвим припоєм. Використовуючи припій AuSn, наша компанія прагне підвищити надійність і довговічність продукції. Ця заміна виконується, забезпечуючи постійну відстань між штабелями прутків, що ще більше сприяє підвищенню надійності продукту та терміну служби.
У технології пакування потужного напівпровідникового твердотільного лазера з накачуванням металевий індій (In) був прийнятий як зварювальний матеріал більшою кількістю міжнародних виробників завдяки його перевагам у низькій температурі плавлення, низькій напрузі зварювання, простоті експлуатації та гарній пластичності. деформація та інфільтрація. Однак для твердотільних лазерів з напівпровідниковою накачкою в умовах безперервної роботи змінна напруга спричинить втому від напруги зварювального шару індію, що призведе до поломки продукту. Особливо при високих і низьких температурах і великій ширині імпульсу частота відмов при зварюванні індієм дуже очевидна.
Порівняння прискорених випробувань ресурсу лазерів з різними пакетами припою
Після 600 годин витримки всі продукти, інкапсульовані індієвим припоєм, виходять з ладу; а вироби, капсульовані золотом, працюють більше 2000 годин практично без зміни потужності; що відображає переваги інкапсуляції AuSn.
Щоб підвищити надійність потужних напівпровідникових лазерів, зберігаючи постійність різних показників продуктивності, Lumispot Tech використовує твердий припій (AuSn) як новий тип пакувального матеріалу. Використання коефіцієнта теплового розширення, узгодженого з матеріалом підкладки (CTE-Matched Submount), ефективне зняття термічної напруги, гарне вирішення технічних проблем, які можуть виникнути при підготовці твердого припою. Необхідною умовою для припаювання матеріалу підкладки (субмонта) до напівпровідникового кристала є металізація поверхні. Металізація поверхні - це утворення шару дифузійного бар'єру та шару інфільтрації припою на поверхні матеріалу підкладки.
Принципова схема механізму електроміграції лазера, інкапсульованого в індієвий припій
Щоб підвищити надійність потужних напівпровідникових лазерів, зберігаючи постійність різних показників продуктивності, Lumispot Tech використовує твердий припій (AuSn) як новий тип пакувального матеріалу. Використання коефіцієнта теплового розширення, узгодженого з матеріалом підкладки (CTE-Matched Submount), ефективне зняття термічної напруги, гарне вирішення технічних проблем, які можуть виникнути при підготовці твердого припою. Необхідною умовою для припаювання матеріалу підкладки (субмонта) до напівпровідникового кристала є металізація поверхні. Металізація поверхні - це утворення шару дифузійного бар'єру та шару інфільтрації припою на поверхні матеріалу підкладки.
Його метою є, з одного боку, блокувати дифузію припою до матеріалу підкладки, з іншого боку, це зміцнити припій із зварювальною здатністю матеріалу підкладки, щоб запобігти шару припою в порожнині. Металізація поверхні також може запобігти окисленню поверхні матеріалу підкладки та проникненню вологи, зменшити контактний опір у процесі зварювання та таким чином підвищити міцність зварювання та надійність виробу. Використання твердого припою AuSn як зварювального матеріалу для твердотільних лазерів з напівпровідниковою накачкою може ефективно уникнути втоми від напруги індію, окислення та електротермічної міграції та інших дефектів, значно покращуючи надійність напівпровідникових лазерів, а також термін служби лазера. Використання технології золото-олов’яної інкапсуляції може подолати проблеми електроміграції та електротермічної міграції індієвого припою.
Рішення від Lumispot Tech
У безперервних або імпульсних лазерах тепло, що утворюється внаслідок поглинання випромінювання накачки лазерним середовищем, і зовнішнього охолодження середовища призводять до нерівномірного розподілу температури всередині лазерного середовища, що призводить до градієнтів температури, викликаючи зміни показника заломлення середовища. а потім створюючи різні термічні ефекти. Термічне осадження всередині підсилювального середовища призводить до ефекту термічної лінзи та термічно викликаного ефекту подвійного променезаломлення, що створює певні втрати в лазерній системі, впливаючи на стабільність лазера в резонаторі та якість вихідного променя. У безперервно працюючій лазерній системі теплове напруження в середовищі посилення змінюється зі збільшенням потужності накачки. Різноманітні термічні ефекти в системі серйозно впливають на всю лазерну систему для отримання кращої якості променя та більшої вихідної потужності, що є однією з проблем, які необхідно вирішити. Про те, як ефективно пригнічувати та пом’якшувати тепловий ефект кристалів у робочому процесі, вчені хвилювалися протягом тривалого часу, це стало однією з актуальних дослідницьких точок.
Nd:YAG лазер з термолінзовим резонатором
У проекті розробки високопотужних Nd:YAG-лазерів із LD-накачуванням було вирішено використовувати Nd:YAG-лазери з термолінзуючим резонатором, щоб модуль міг отримувати високу потужність при високій якості променя.
У проекті розробки високопотужного Nd:YAG-лазера з LD-накачуванням компанія Lumispot Tech розробила модуль G2-A, який значною мірою вирішує проблему меншої потужності через порожнини, що містять термічні лінзи, дозволяючи модулю отримувати високу потужність з високою якістю променя.
Час публікації: 24 липня 2023 р