| Spajkalna kapsula Diodni laserski trakovi | Pakirano z AuSn |
| Centralna valovna dolžina | 1064 nm |
| Izhodna moč | ≥55 W |
| Delovni tok | ≤30 A |
| Delovna napetost | ≤24 V |
| Delovni način | CW |
| Dolžina votline | 900 mm |
| Izhodno zrcalo | T = 20 % |
| Temperatura vode | 25±3℃ |
Naročite se na naša družbena omrežja za hitre objave
Povzetek
Povpraševanje po CW (Continuous Wave) diodno črpanih laserskih modulih hitro narašča kot bistveni vir črpanja za trdnostne laserje. Ti moduli ponujajo edinstvene prednosti za izpolnjevanje posebnih zahtev uporabe trdnostnih laserjev. G2 - diodni črpalni trdnostni laser, novi izdelek serije CW diodnih črpalnih modulov podjetja LumiSpot Tech, ima širše področje uporabe in boljše zmogljivosti.
V tem članku bomo vključili vsebino, ki se osredotoča na uporabo izdelka, lastnosti izdelka in prednosti izdelka v zvezi s trdnostnim laserjem s črpalno diodo CW. Na koncu članka bom predstavil poročilo o testiranju CW DPL podjetja Lumispot Tech in naše posebne prednosti.
Področje uporabe
Visokozmogljivi polprevodniški laserji se uporabljajo predvsem kot črpalni viri za trdnostne laserje. V praktičnih aplikacijah je črpalni vir s polprevodniško lasersko diodo ključnega pomena za optimizacijo tehnologije trdnostnih laserjev s črpanjem z lasersko diodo.
Ta vrsta laserja namesto tradicionalne kriptonske ali ksenonske sijalke za črpanje kristalov uporablja polprevodniški laser s fiksno valovno dolžino. Zato se ta nadgrajeni laser imenuje 2.ndgeneracija črpalnega laserja CW (G2-A), ki ima značilnosti visoke učinkovitosti, dolge življenjske dobe, dobre kakovosti žarka, dobre stabilnosti, kompaktnosti in miniaturizacije.
Zmogljivost črpanja z veliko močjo
CW diodni črpalni vir ponuja intenziven sunek optične energije, ki učinkovito črpa ojačevalni medij v trdnem laserju in tako dosega najboljšo zmogljivost trdnega laserja. Poleg tega njegova relativno visoka temenska moč (ali povprečna moč) omogoča širši spekter uporabe vindustrija, medicina in znanost.
Odličen žarek in stabilnost
Polprevodniški črpalni laserski modul CW ima izjemno kakovost svetlobnega žarka s spontano stabilnostjo, kar je ključnega pomena za doseganje nadzorovanega natančnega laserskega svetlobnega izhoda. Moduli so zasnovani tako, da ustvarjajo dobro definiran in stabilen profil žarka, kar zagotavlja zanesljivo in dosledno črpanje trdnega laserja. Ta lastnost popolnoma izpolnjuje zahteve laserske uporabe v industrijski obdelavi materialov. lasersko rezanjein raziskave in razvoj.
Delovanje z neprekinjenim valovanjem
CW način delovanja združuje prednosti laserja z neprekinjeno valovno dolžino in pulznega laserja. Glavna razlika med CW laserjem in pulznim laserjem je izhodna moč.CW Laser, znan tudi kot laser z neprekinjenim valovanjem, ima značilnosti stabilnega načina delovanja in sposobnost pošiljanja neprekinjenega valovanja.
Kompaktna in zanesljiva zasnova
CW DPL je mogoče enostavno integrirati v trenutnitrdno-tesni laserodvisno od kompaktne zasnove in strukture. Njihova robustna konstrukcija in visokokakovostne komponente zagotavljajo dolgoročno zanesljivost, kar zmanjšuje čas izpada in stroške vzdrževanja, kar je še posebej pomembno v industrijski proizvodnji in medicinskih postopkih.
Tržno povpraševanje po seriji DPL - rastoče tržne priložnosti
Ker se povpraševanje po trdnostnih laserjih v različnih panogah še naprej širi, se povečuje tudi potreba po visokozmogljivih črpalnih virih, kot so laserski moduli s črpanjem v kontinuiranem delovanju. Industrije, kot so proizvodnja, zdravstvo, obramba in znanstvene raziskave, se za natančne aplikacije zanašajo na trdnostne laserje.
Če povzamemo, kot diodni črpalni vir trdnostnega laserja, značilnosti izdelkov: visoka zmogljivost črpanja, način delovanja CW, odlična kakovost in stabilnost žarka ter kompaktna zasnova, povečujejo tržno povpraševanje po teh laserskih modulih. Kot dobavitelj si Lumispot Tech prav tako močno prizadeva za optimizacijo delovanja in tehnologij, uporabljenih v seriji DPL.
Komplet izdelkov G2-A DPL podjetja Lumispot Tech
Vsak komplet izdelkov vsebuje tri skupine vodoravno zloženih matričnih modulov, pri čemer vsaka skupina vodoravno zloženih matričnih modulov črpa moč približno 100 W pri 25 A, skupna črpalna moč pa 300 W pri 25 A.
Fluorescenčna točka črpalke G2-A je prikazana spodaj:
Glavni tehnični podatki laserja s črpalno diodo G2-A:
Naša moč v tehnologijah
1. Tehnologija prehodnega termičnega upravljanja
Polprevodniško črpani trdno-tesni laserji se pogosto uporabljajo za kvazi-kontinuirne valove (CW) z visoko vršno izhodno močjo in za aplikacije z neprekinjenim valovanjem (CW) z visoko povprečno izhodno močjo. Pri teh laserjih višina termičnega odvoda in razdalja med čipi (tj. debelina substrata in čipa) pomembno vplivata na sposobnost odvajanja toplote izdelka. Večja razdalja med čipi povzroči boljše odvajanje toplote, vendar poveča prostornino izdelka. Nasprotno pa se, če se razmik med čipi zmanjša, velikost izdelka zmanjša, vendar je lahko sposobnost odvajanja toplote izdelka nezadostna. Uporaba najkompaktnejše prostornine za načrtovanje optimalnega polprevodniško črpanega trdno-tesnega laserja, ki izpolnjuje zahteve glede odvajanja toplote, je težka naloga pri načrtovanju.
Graf simulacije stacionarnega toplotnega stanja
Lumispot Tech uporablja metodo končnih elementov za simulacijo in izračun temperaturnega polja naprave. Za toplotno simulacijo se uporablja kombinacija toplotne simulacije v ustaljenem stanju prenosa toplote v trdnih snoveh in toplotne simulacije temperature tekočine. Za pogoje neprekinjenega delovanja, kot je prikazano na spodnji sliki: je predlagan optimalen razmik in razporeditev čipov v pogojih toplotne simulacije v ustaljenem stanju prenosa toplote v trdnih snoveh. Pri tem razmiku in strukturi ima izdelek dobro sposobnost odvajanja toplote, nizko najvišjo temperaturo in najbolj kompaktne lastnosti.
2.AuSn spajkapostopek enkapsulacije
Lumispot Tech uporablja tehniko pakiranja, ki namesto tradicionalnega indijevega spajka uporablja AnSn spajko za reševanje težav, povezanih s toplotno utrujenostjo, elektromigracijo in električno-toplotno migracijo, ki jo povzroča indijev spajkalnik. Z uporabo AuSn spajkalnika si naše podjetje prizadeva izboljšati zanesljivost in dolgo življenjsko dobo izdelkov. Ta zamenjava se izvaja ob zagotavljanju konstantnega razmika med skladi palic, kar dodatno prispeva k izboljšanju zanesljivosti in življenjske dobe izdelkov.
V tehnologiji pakiranja visokozmogljivih polprevodniških črpanih trdnih laserjev je indij (In) kovina uporabljena kot varilni material pri številnih mednarodnih proizvajalcih zaradi njenih prednosti nizkega tališča, nizke varilne napetosti, enostavnega upravljanja ter dobre plastične deformacije in infiltracije. Vendar pa pri polprevodniških črpanih trdnih laserjih v pogojih neprekinjenega delovanja izmenična napetost povzroči utrujenost indijeve varilne plasti zaradi napetosti, kar povzroči odpoved izdelka. Stopnja odpovedi indijevega varjenja je še posebej očitna pri visokih in nizkih temperaturah ter dolgih impulznih širinah.
Primerjava pospešenih življenjskih preizkusov laserjev z različnimi spajkalnimi paketi
Po 600 urah staranja vsi izdelki, enkapsulirani z indijevim spajkalnikom, odpovedo; medtem ko izdelki, enkapsulirani z zlatim kositrom, delujejo več kot 2000 ur skoraj brez spremembe moči, kar odraža prednosti enkapsulacije AuSn.
Da bi izboljšali zanesljivost visokozmogljivih polprevodniških laserjev in hkrati ohranili doslednost različnih kazalnikov delovanja, je Lumispot Tech kot novo vrsto embalažnega materiala sprejel trdo spajko (AuSn). Uporaba substratnega materiala, ki se ujema s koeficientom toplotnega raztezanja (CTE-Matched Submount), učinkovito sprošča toplotne napetosti in je dobra rešitev za tehnične težave, ki se lahko pojavijo pri pripravi trde spajke. Potreben pogoj za spajkanje substratnega materiala (podmounta) na polprevodniški čip je površinska metalizacija. Površinska metalizacija je tvorba plasti difuzijske pregrade in plasti infiltracije spajke na površini substratnega materiala.
Shematski diagram mehanizma elektromigracije laserja, vgrajenega v indijev spajkalnik
Da bi izboljšali zanesljivost visokozmogljivih polprevodniških laserjev in hkrati ohranili doslednost različnih kazalnikov delovanja, je Lumispot Tech kot novo vrsto embalažnega materiala sprejel trdo spajko (AuSn). Uporaba substratnega materiala, ki se ujema s koeficientom toplotnega raztezanja (CTE-Matched Submount), učinkovito sprošča toplotne napetosti in je dobra rešitev za tehnične težave, ki se lahko pojavijo pri pripravi trde spajke. Potreben pogoj za spajkanje substratnega materiala (podmounta) na polprevodniški čip je površinska metalizacija. Površinska metalizacija je tvorba plasti difuzijske pregrade in plasti infiltracije spajke na površini substratnega materiala.
Njegov namen je po eni strani preprečiti difuzijo spajke v substrat, po drugi strani pa okrepiti spajko z varilno sposobnostjo substrata in preprečiti vdor spajkalne plasti v votlino. Površinska metalizacija lahko prepreči tudi oksidacijo površine substrata in vdor vlage, zmanjša kontaktno upornost med varjenjem in s tem izboljša varilno trdnost in zanesljivost izdelka. Uporaba trde spajke AuSn kot varilnega materiala za polprevodniške črpane trdno-temperaturne laserje lahko učinkovito prepreči utrujenost indija zaradi napetosti, oksidacijo in elektrotermično migracijo ter druge napake, kar znatno izboljša zanesljivost polprevodniških laserjev in podaljša njihovo življenjsko dobo. Uporaba tehnologije enkapsulacije zlata in kositra lahko premaga težave z elektromigracijo in elektrotermično migracijo indijeve spajke.
Rešitev podjetja Lumispot Tech
Pri neprekinjenih ali pulzirajočih laserjih toplota, ki nastane zaradi absorpcije črpalnega sevanja s strani laserskega medija in zunanjega hlajenja medija, povzroči neenakomerno porazdelitev temperature znotraj laserskega medija, kar povzroči temperaturne gradiente, ki povzročajo spremembe lomnega količnika medija in nato različne toplotne učinke. Toplotno nanašanje znotraj ojačevalnega medija vodi do učinka toplotnega lečenja in toplotno induciranega dvolomnega učinka, kar povzroča določene izgube v laserskem sistemu, kar vpliva na stabilnost laserja v votlini in kakovost izhodnega žarka. V neprekinjeno delujočem laserskem sistemu se toplotna napetost v ojačevalnem mediju spreminja z naraščanjem moči črpalne moči. Različni toplotni učinki v sistemu resno vplivajo na celoten laserski sistem, kar omogoča boljšo kakovost žarka in večjo izhodno moč, kar je eden od problemov, ki jih je treba rešiti. Znanstveniki se že dolgo ukvarjajo s tem, kako učinkovito zavirati in ublažiti toplotni učinek kristalov v delovnem procesu, kar je postalo eno od trenutnih raziskovalnih področij.
Nd:YAG laser s termično lečno votlino
V projektu razvoja visokozmogljivih Nd:YAG laserjev s črpanjem z LD so bili rešeni Nd:YAG laserji s termično lečno votlino, tako da lahko modul doseže visoko moč ob hkratni visoki kakovosti žarka.
V projektu razvoja visokozmogljivega Nd:YAG laserja s črpanjem iz LD je Lumispot Tech razvil modul G2-A, ki v veliki meri rešuje problem nižje moči zaradi votlin s termičnimi lečami, kar modulu omogoča doseganje visoke moči z visoko kakovostjo žarka.
Čas objave: 24. julij 2023