| Капсулиращ припой на Диодни лазерни стекове | Опаковани AuSn |
| Централна дължина на вълната | 1064 nm |
| Изходна мощност | ≥55W |
| Работен ток | ≤30 A |
| Работно напрежение | ≤24V |
| Режим на работа | CW |
| Дължина на кухината | 900 мм |
| Изходно огледало | T = 20% |
| Температура на водата | 25±3℃ |
Абонирайте се за нашите социални медии за бърза публикация
Резюме
Търсенето на CW (Continuous Wave) лазерни модули с диодно изпомпване нараства бързо като основен източник на изпомпване за твърдотелни лазери. Тези модули предлагат уникални предимства, за да отговорят на специфичните изисквания на твърдотелните лазерни приложения. G2 - Твърдотелен лазер с диодна помпа, новият продукт от серията CW диодни помпи от LumiSpot Tech, има по-широко поле на приложение и по-добри възможности за работа.
В тази статия ще включим съдържание, фокусирано върху приложенията на продукта, характеристиките на продукта и предимствата на продукта по отношение на твърдотелния лазер CW с диодна помпа. В края на статията ще демонстрирам доклада от теста на CW DPL от Lumispot Tech и нашите специални предимства.
Полето за приложение
Полупроводниковите лазери с висока мощност се използват главно като източници на помпа за твърдотелни лазери. В практическите приложения източникът на полупроводниково лазерно изпомпване с диод е ключът към оптимизирането на твърдотелната лазерна технология с лазерен диод.
Този тип лазер използва полупроводников лазер с изход с фиксирана дължина на вълната вместо традиционната криптонова или ксенонова лампа за изпомпване на кристалите. В резултат на това този подобрен лазер се нарича 2ndпоколение CW лазер с помпа (G2-A), който има характеристиките на висока ефективност, дълъг експлоатационен живот, добро качество на лъча, добра стабилност, компактност и миниатюризация.
Способност за изпомпване с висока мощност
CW диоден източник на помпа предлага интензивен изблик на скорост на оптична енергия, ефективно изпомпвайки усилващата среда в твърдотелния лазер, за да реализира най-добрата производителност на твърдотелния лазер. Освен това неговата сравнително висока пикова мощност (или средна мощност) позволява по-широк спектър от приложения впромишленост, медицина и наука.
Отлична греда и стабилност
CW полупроводниковият изпомпващ лазерен модул има изключителното качество на светлинен лъч, със спонтанна стабилност, което е от решаващо значение за реализиране на контролируем прецизен изход на лазерна светлина. Модулите са проектирани да произвеждат добре дефиниран и стабилен профил на лъча, осигуряващ надеждно и последователно изпомпване на твърдотелния лазер. Тази функция напълно отговаря на изискванията на лазерното приложение в промишлената обработка на материали, лазерно рязанеи научноизследователска и развойна дейност.
Работа с непрекъсната вълна
CW режимът на работа комбинира предимствата на лазера с непрекъсната дължина на вълната и импулсния лазер. Основната разлика между CW лазера и импулсния лазер е изходната мощност.CW лазер, който също е известен като лазер с непрекъсната вълна, има характеристиките на стабилен работен режим и способността да изпраща непрекъсната вълна.
Компактен и надежден дизайн
CW DPL може лесно да се интегрира в токатвърдотелен лазерв зависимост от компактния дизайн и структура. Тяхната здрава конструкция и висококачествени компоненти осигуряват дългосрочна надеждност, минимизиране на времето за престой и разходите за поддръжка, което е особено важно при индустриалното производство и медицинските процедури.
Търсенето на пазара от серията DPL - възможности за нарастващ пазар
Тъй като търсенето на твърдотелни лазери продължава да се разширява в различни индустрии, нараства и нуждата от високопроизводителни източници на изпомпване, като CW лазерни модули с диодна помпа. Индустрии като производство, здравеопазване, отбрана и научни изследвания разчитат на твърдотелни лазери за прецизни приложения.
За да обобщим, като източник на диодно изпомпване на твърдотелния лазер, характеристиките на продуктите: способност за изпомпване с висока мощност, CW режим на работа, отлично качество и стабилност на лъча и компактно структуриран дизайн, увеличават пазарното търсене в тези лазерни модули. Като доставчик Lumispot Tech също полага много усилия за оптимизиране на производителността и технологиите, прилагани в серията DPL.
Комплект продуктови пакети G2-A DPL от Lumispot Tech
Всеки набор от продукти съдържа три групи хоризонтално подредени масивни модули, като всяка група хоризонтално подредени масивни модули изпомпва мощност от около 100W@25A и обща изпомпваща мощност от 300W@25A.
Флуоресцентното петно на помпата G2-A е показано по-долу:
Основните технически данни на твърдотелен лазер с диодна помпа G2-A:
Нашата сила в технологиите
1. Технология за преходно термично управление
Полупроводниковите изпомпвани твърдотелни лазери се използват широко за приложения с квази-непрекъсната вълна (CW) с висока пикова изходна мощност и приложения с непрекъсната вълна (CW) с висока средна изходна мощност. При тези лазери височината на термичния поглътител и разстоянието между чиповете (т.е. дебелината на субстрата и чипа) значително влияят върху способността за разсейване на топлината на продукта. По-голямото разстояние от чип до чип води до по-добро разсейване на топлината, но увеличава обема на продукта. Обратно, ако разстоянието между чипове бъде намалено, размерът на продукта ще бъде намален, но способността за разсейване на топлината на продукта може да е недостатъчна. Използването на най-компактния обем за проектиране на оптимален полупроводников изпомпван твърдотелен лазер, който отговаря на изискванията за разсейване на топлината, е трудна задача при проектирането.
Графика на топлинната симулация в стационарно състояние
Lumispot Tech прилага метода на крайните елементи за симулиране и изчисляване на температурното поле на устройството. За термична симулация се използва комбинация от термична симулация в стационарно състояние на топлопренос на твърдо вещество и термична симулация на температура на течност. За условия на непрекъсната работа, както е показано на фигурата по-долу: предлага се продуктът да има оптимално разстояние и разположение на чиповете при стационарни условия на термична симулация на пренос на твърда топлина. При това разстояние и структура продуктът има добра способност за разсейване на топлината, ниска пикова температура и най-компактна характеристика.
2.AuSn спойкапроцес на капсулиране
Lumispot Tech използва техника за опаковане, която използва спойка AnSn вместо традиционна индиева спойка за справяне с проблеми, свързани с термична умора, електромиграция и електрическо-термична миграция, причинени от индиева спойка. Чрез приемането на припой AuSn, нашата компания цели да подобри надеждността и дълголетието на продукта. Това заместване се извършва, като същевременно се осигурява постоянно разстояние между купчините пръти, което допълнително допринася за подобряването на надеждността и продължителността на живота на продукта.
В технологията на опаковане на високомощен полупроводников изпомпван твърдотелен лазер металът индий (In) е възприет като заваръчен материал от повече международни производители поради предимствата му на ниска точка на топене, ниско напрежение при заваряване, лесна работа и добра пластмаса деформация и инфилтрация. Въпреки това, за полупроводникови изпомпвани твърдотелни лазери при условия на приложение на непрекъсната работа, променливото напрежение ще причини умора от напрежение на индиевия заваръчен слой, което ще доведе до повреда на продукта. Особено при високи и ниски температури и дълги ширини на импулса, степента на повреда при заваряване с индий е много очевидна.
Сравнение на ускорени тестове за живот на лазери с различни пакети за запояване
След 600 часа стареене всички продукти, капсуловани с индиев припой, се провалят; докато продуктите, капсуловани със златен калай, работят повече от 2000 часа без почти никаква промяна в мощността; отразяващи предимствата на AuSn капсулирането.
За да подобри надеждността на високомощните полупроводникови лазери, като същевременно поддържа последователността на различните показатели за ефективност, Lumispot Tech приема твърда спойка (AuSn) като нов тип опаковъчен материал. Използването на коефициент на топлинно разширение, съответстващ на субстратния материал (CTE-Matched Submount), ефективното освобождаване на топлинния стрес, добро решение на техническите проблеми, които могат да възникнат при подготовката на твърда спойка. Необходимо условие, за да може материалът на подложката (подложката) да бъде запоен към полупроводниковия чип, е повърхностната метализация. Повърхностната метализация е образуването на слой от дифузионна бариера и слой за инфилтрация на спойка върху повърхността на материала на субстрата.
Схематична диаграма на механизма за електромиграция на лазер, капсулиран в индиев припой
За да подобри надеждността на високомощните полупроводникови лазери, като същевременно поддържа последователността на различните показатели за ефективност, Lumispot Tech приема твърда спойка (AuSn) като нов тип опаковъчен материал. Използването на коефициент на топлинно разширение, съответстващ на субстратния материал (CTE-Matched Submount), ефективното освобождаване на топлинния стрес, добро решение на техническите проблеми, които могат да възникнат при подготовката на твърда спойка. Необходимо условие, за да може материалът на подложката (подложката) да бъде запоен към полупроводниковия чип, е повърхностната метализация. Повърхностната метализация е образуването на слой от дифузионна бариера и слой за инфилтрация на спойка върху повърхността на материала на субстрата.
Целта му е от една страна да блокира дифузията на спойката към материала на субстрата, от друга страна е да укрепи спойката със способността за заваряване на материала на субстрата, за да предотврати слоя спойка на кухината. Повърхностната метализация може също така да предотврати окисляването на повърхността на субстратния материал и навлизането на влага, да намали контактното съпротивление в процеса на заваряване и по този начин да подобри здравината на заваряване и надеждността на продукта. Използването на твърд припой AuSn като заваръчен материал за полупроводникови изпомпвани твърдотелни лазери може ефективно да избегне умората от напрежение на индия, окисляването и електротермичната миграция и други дефекти, значително подобрявайки надеждността на полупроводниковите лазери, както и експлоатационния живот на лазера. Използването на технология за капсулиране злато-калай може да преодолее проблемите на електромиграцията и електротермичната миграция на индиев припой.
Решение от Lumispot Tech
При непрекъснати или импулсни лазери топлината, генерирана от абсорбцията на лъчение на помпата от лазерната среда и външното охлаждане на средата води до неравномерно разпределение на температурата вътре в лазерната среда, което води до температурни градиенти, причиняващи промени в индекса на пречупване на средата и след това произвежда различни топлинни ефекти. Термичното отлагане вътре в усилващата среда води до ефект на термична леща и ефект на термично индуцирано двойно пречупване, което води до определени загуби в лазерната система, засягайки стабилността на лазера в кухината и качеството на изходния лъч. В непрекъснато работеща лазерна система топлинният стрес в усилващата среда се променя с увеличаване на мощността на помпата. Различните топлинни ефекти в системата сериозно влияят на цялата лазерна система за получаване на по-добро качество на лъча и по-висока изходна мощност, което е един от проблемите, които трябва да бъдат решени. Как ефективно да се инхибира и смекчи топлинният ефект на кристалите в работния процес, учените са били обезпокоени от дълго време, това се е превърнало в една от настоящите горещи точки за изследване.
Nd:YAG лазер с термична кухина на лещата
В проекта за разработване на високомощни LD-изпомпвани Nd:YAG лазери бяха решени Nd:YAG лазерите с кухина с термична леща, така че модулът да може да получава висока мощност, като същевременно получава високо качество на лъча.
В проект за разработване на високомощен LD-изпомпван Nd:YAG лазер, Lumispot Tech разработи модула G2-A, който значително решава проблема с по-ниската мощност поради кухини, съдържащи термични лещи, позволявайки на модула да получи висока мощност с високо качество на лъча.
Време на публикуване: 24 юли 2023 г