| Капсулиращ спойка на Диодни лазерни ленти | AuSn опакован |
| Централна дължина на вълната | 1064 нм |
| Изходна мощност | ≥55W |
| Работен ток | ≤30 А |
| Работно напрежение | ≤24V |
| Работен режим | CW |
| Дължина на кухината | 900 мм |
| Изходно огледало | Т = 20% |
| Температура на водата | 25±3℃ |
Абонирайте се за нашите социални медии за бързи публикации
Резюме
Търсенето на CW (Continuous Wave) диодно напомпвани лазерни модули нараства бързо като основен източник на напомпване за твърдотелни лазери. Тези модули предлагат уникални предимства, за да отговорят на специфичните изисквания на приложенията на твърдотелните лазери. G2 - диоден помпен твърдотелен лазер, новият продукт от серията CW диодни помпи на LumiSpot Tech, има по-широко поле на приложение и по-добри характеристики.
В тази статия ще включим съдържание, фокусирано върху приложенията на продукта, характеристиките и предимствата на продукта, свързани с CW диодния помпеен твърдотелен лазер. В края на статията ще демонстрирам тестовия протокол на CW DPL от Lumispot Tech и нашите специални предимства.
Областта на приложение
Високомощните полупроводникови лазери се използват главно като източници на помпа за твърдотелни лазери. В практически приложения, полупроводниковият лазерен диоден източник на помпа е ключов за оптимизиране на технологията за твърдотелни лазери с лазерно диодно напомпване.
Този тип лазер използва полупроводников лазер с фиксирана дължина на вълната вместо традиционната криптонова или ксенонова лампа за напомпване на кристалите. В резултат на това този подобрен лазер се нарича 2ndпоколение CW помпен лазер (G2-A), който се характеризира с висока ефективност, дълъг експлоатационен живот, добро качество на лъча, добра стабилност, компактност и миниатюризация.
Възможност за изпомпване с висока мощност
CW диодният помпен източник предлага интензивен импулс на оптична енергия, ефективно изпомпвайки усилващата среда в твърдотелния лазер, за да се реализират най-добрите му характеристики. Също така, относително високата му пикова мощност (или средна мощност) позволява по-широк спектър от приложения в...индустрията, медицината и науката.
Отличен лъч и стабилност
CW полупроводниковият лазерен модул за напомпване има изключителното качество на светлинния лъч, със спонтанна стабилност, което е от решаващо значение за реализиране на контролируем прецизен лазерен светлинен изход. Модулите са проектирани да произвеждат добре дефиниран и стабилен профил на лъча, осигурявайки надеждно и постоянно напомпване на твърдотелния лазер. Тази характеристика отговаря перфектно на изискванията за лазерно приложение в индустриалната обработка на материали. лазерно рязанеи научноизследователска и развойна дейност.
Работа с непрекъсната вълна
Режимът на работа CW съчетава предимствата на лазера с непрекъсната дължина на вълната и импулсния лазер. Основната разлика между CW лазера и импулсния лазер е изходната мощност.CW Лазерът, известен още 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 текущататвърдотелен лазерв зависимост от компактния дизайн и структура. Здравата им конструкция и висококачествените компоненти осигуряват дългосрочна надеждност, минимизирайки времето за престой и разходите за поддръжка, което е особено важно в промишленото производство и медицинските процедури.
Пазарното търсене на серията DPL - нарастващи пазарни възможности
Тъй като търсенето на твърдотелни лазери продължава да се разширява в различните индустрии, нараства и нуждата от високопроизводителни източници на напомпване, като например CW диодно напомпвани лазерни модули. Индустрии като производство, здравеопазване, отбрана и научни изследвания разчитат на твърдотелни лазери за прецизни приложения.
В обобщение, като диоден източник на напомпване на твърдотелния лазер, характеристиките на продуктите: висока мощност на напомпване, режим на работа в непрекъсната вълна, отлично качество и стабилност на лъча и компактен дизайн, увеличават пазарното търсене на тези лазерни модули. Като доставчик, Lumispot Tech също полага много усилия за оптимизиране на производителността и технологиите, прилагани в серията DPL.
Комплект продукти G2-A DPL от Lumispot Tech
Всеки комплект продукти съдържа три групи хоризонтално подредени масивни модули, като всяка група хоризонтално подредени масивни модули има мощност на изпомпване от около 100W@25A и обща мощност на изпомпване от 300W@25A.
Флуоресцентното петно на помпата G2-A е показано по-долу:
Основни технически данни на G2-A диоден помпен твърдотелен лазер:
Нашата сила в технологиите
1. Технология за управление на преходни температури
Твърдотелните лазери с полупроводниково напомпване се използват широко за квазинепрекъснати вълни (CW) приложения с висока пикова изходна мощност и приложения с непрекъснати вълни (CW) с висока средна изходна мощност. При тези лазери височината на термопоглъщателя и разстоянието между чиповете (т.е. дебелината на подложката и чипа) значително влияят върху способността за разсейване на топлината на продукта. По-голямото разстояние между чиповете води до по-добро разсейване на топлината, но увеличава обема на продукта. Обратно, ако разстоянието между чиповете се намали, размерът на продукта ще бъде намален, но способността за разсейване на топлината на продукта може да е недостатъчна. Използването на възможно най-компактния обем за проектиране на оптимален твърдотелен лазер с полупроводниково напомпване, който отговаря на изискванията за разсейване на топлината, е трудна задача при проектирането.
Графика на стационарната термична симулация
Lumispot Tech прилага метода на крайните елементи, за да симулира и изчисли температурното поле на устройството. За термична симулация се използва комбинация от стационарна термична симулация на топлопренос в твърдо състояние и термична симулация на температурата на течността. За условия на непрекъсната работа, както е показано на фигурата по-долу: се предлага продуктът да има оптимално разстояние и разположение на чиповете при условията на стационарна термична симулация на топлопренос в твърдо състояние. При това разстояние и структура продуктът има добра способност за разсейване на топлината, ниска пикова температура и най-компактни характеристики.
2.AuSn спойкапроцес на капсулиране
Lumispot Tech използва техника за опаковане, която използва AnSn спойка вместо традиционна индиева спойка, за да се справи с проблемите, свързани с термична умора, електромиграция и електрическо-термична миграция, причинени от индиева спойка. Чрез приемането на AuSn спойка, нашата компания се стреми да подобри надеждността и дълготрайността на продукта. Тази замяна се извършва, като същевременно се осигурява постоянно разстояние между стековете пръти, което допълнително допринася за подобряване на надеждността и дълготрайността на продукта.
В технологията за опаковане на високомощни полупроводникови твърдотелни лазери, индий (In) метал е възприет като заваръчен материал от все повече международни производители поради предимствата му като ниска точка на топене, ниско заваръчно напрежение, лесна работа и добра пластична деформация и инфилтрация. Въпреки това, при полупроводникови твърдотелни лазери, при условия 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 импулси, процентът на повреда на индиевото заваряване е много очевиден.
Сравнение на ускорени тестове за живот на лазери с различни пакети спойки
След 600 часа стареене, всички продукти, капсулирани с индиев припой, се повреждат; докато продуктите, капсулирани със златен калай, работят повече от 2000 часа почти без промяна в мощността; което отразява предимствата на капсулирането с AuSn.
За да подобри надеждността на мощните полупроводникови лазери, като същевременно запази постоянството на различни показатели за производителност, Lumispot Tech използва твърда спойка (AuSn) като нов вид опаковъчен материал. Използването на съвпадащ коефициент на термично разширение субстратен материал (CTE-Matched Submount) води до ефективно освобождаване на термичното напрежение и е добро решение на техническите проблеми, които могат да възникнат при приготвянето на твърда спойка. Необходимо условие, за да може субстратният материал (submount) 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 субстратния материал.
Схематична диаграма на механизма на електромиграция на лазер, капсулиран в индиев припой
За да подобри надеждността на мощните полупроводникови лазери, като същевременно запази постоянството на различни показатели за производителност, Lumispot Tech използва твърда спойка (AuSn) като нов вид опаковъчен материал. Използването на съвпадащ коефициент на термично разширение субстратен материал (CTE-Matched Submount) води до ефективно освобождаване на термичното напрежение и е добро решение на техническите проблеми, които могат да възникнат при приготвянето на твърда спойка. Необходимо условие, за да може субстратният материал (submount) 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 субстратния материал.
Целта му е, от една страна, да блокира дифузията на спойката към материала на основата, а от друга страна, да укрепи спойката чрез заваряване на материала на основата, за да предотврати заваряването на спойковия слой в кухината. Повърхностната метализация може също да предотврати окисляването на повърхността на материала на основата и проникването на влага, да намали контактното съпротивление по време на 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 лазери с напомпване в твърдо състояние може ефективно да избегне умората от напрежение на индия, окисляването и електротермичната миграция и други дефекти, като значително подобрява надеждността на полупроводниковите лазери, както и експлоатационния им живот. Използването на технология за капсулиране със злато и калай може да преодолее проблемите с електромиграцията и електротермичната миграция на индиевия припой.
Решение от Lumispot Tech
При непрекъснато работещите или импулсни лазери, топлината, генерирана от абсорбцията на помпено лъчение 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 коефициента на пречупване на средата и впоследствие до различни термични ефекти. Термичното отлагане вътре в усилващата среда води до ефект на термично лещиране и термично индуциран ефект на двойно пречупване, което води до определени загуби в лазерната система, влияейки върху стабилността на лазера в резонатора и качеството на изходния лъч. В непрекъснато работеща лазерна система термичното напрежение в усилващата среда се променя с увеличаване на мощността на помпата. Различните термични ефекти в системата сериозно влияят на цялата лазерна система, за да се постигне 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 термичният ефект на кристалите в работния процес, учените се тревожат от дълго време и това се превърна в една от най-актуалните изследователски теми.
Nd:YAG лазер с термична леща
В проекта за разработване на високомощни LD-помпани Nd:YAG лазери бяха решени Nd:YAG лазери с термична лещообразна резонаторна камера, така че модулът да може да постигне висока мощност, като същевременно се постигне високо качество на лъча.
В проект за разработване на високомощен LD-помпан Nd:YAG лазер, Lumispot Tech разработи модула G2-A, който значително решава проблема с по-ниската мощност, дължаща се на кухини, съдържащи термични лещи, позволявайки на модула да получи висока мощност с високо качество на лъча.
Време на публикуване: 24 юли 2023 г.