| Enkapsulacija Spajkalnik Palice diodnih laserjev | AuSn pakirano |
| Centralna valovna dolžina | 1064 nm |
| Izhodna moč | ≥55 W |
| Delovni tok | ≤30 A |
| Delovna napetost | ≤24V |
| Delovni način | CW |
| Dolžina votline | 900 mm |
| Izhodno ogledalo | T = 20 % |
| Temperatura vode | 25±3℃ |
Naročite se na naše družbene medije za hitro objavo
Povzetek
Povpraševanje po laserskih modulih z diodnim črpanjem CW (Continuous Wave) hitro narašča kot pomemben vir črpanja za polprevodniške laserje. Ti moduli ponujajo edinstvene prednosti za izpolnjevanje posebnih zahtev aplikacij polprevodniških laserjev. G2 – Polprevodniški laser z diodno črpalko, nov izdelek serije CW diodne črpalke podjetja LumiSpot Tech, ima širše področje uporabe in boljše zmogljivosti.
V tem članku bomo vključili vsebino, ki se osredotoča na aplikacije izdelka, lastnosti izdelka in prednosti izdelka v zvezi s polprevodniškim laserjem CW z diodno črpalko. Na koncu članka bom prikazal poročilo o preskusu CW DPL podjetja Lumispot Tech in naše posebne prednosti.
Polje uporabe
Polprevodniški laserji visoke moči se uporabljajo predvsem kot črpalni viri za polprevodniške laserje. V praktičnih aplikacijah je vir črpanja s polprevodniško lasersko diodo ključen za optimizacijo tehnologije polprevodniškega laserja s črpanjem laserske diode.
Ta vrsta laserja za črpanje kristalov uporablja polprevodniški laser s fiksno valovno dolžino namesto tradicionalne kriptonske ali ksenonske žarnice. Posledično se ta nadgrajeni laser imenuje 2ndgeneracije laserja s črpalko CW (G2-A), ki ima značilnosti visoke učinkovitosti, dolge življenjske dobe, dobre kakovosti žarka, dobre stabilnosti, kompaktnosti in miniaturnosti.
Zmogljivost črpanja visoke moči
CW Diode Pump Source ponuja intenziven izbruh stopnje optične energije, ki učinkovito črpa ojačevalni medij v polprevodniškem laserju, da doseže najboljšo zmogljivost polprevodniškega laserja. Poleg tega njegova sorazmerno visoka konična moč (ali povprečna moč) omogoča širši obseg 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 realizacijo nadzorovanega natančnega izhoda laserske svetlobe. Moduli so zasnovani za ustvarjanje dobro definiranega in stabilnega profila žarka, ki zagotavlja zanesljivo in dosledno črpanje polprevodniškega laserja. Ta funkcija popolnoma izpolnjuje zahteve laserske uporabe pri industrijski obdelavi materialov, lasersko rezanje, in raziskave in razvoj.
Delovanje z neprekinjenim valom
Delovni način CW združuje prednosti laserja z neprekinjeno valovno dolžino in pulznega laserja. Glavna razlika med CW laserjem in pulznim laserjem je izhodna moč.CW laser, ki je znan tudi kot laser z neprekinjenim valom, ima značilnosti stabilnega načina delovanja in zmožnost pošiljanja neprekinjenega valovanja.
Kompakten in zanesljiv dizajn
CW DPL je mogoče enostavno integrirati v tokpolprevodniški laserodvisno od kompaktne zasnove in strukture. Njihova robustna konstrukcija in visokokakovostne komponente zagotavljajo dolgoročno zanesljivost, zmanjšujejo izpade in stroške vzdrževanja, kar je še posebej pomembno v industrijski proizvodnji in medicinskih postopkih.
Tržno povpraševanje serije DPL - rastoče tržne priložnosti
Ker se povpraševanje po polprevodniških laserjih še naprej širi v različnih panogah, se povečuje tudi potreba po visoko zmogljivih virih črpanja, kot so laserski moduli CW z diodnim črpanjem. Industrije, kot so proizvodnja, zdravstvo, obramba in znanstvene raziskave, se zanašajo na polprevodniške laserje za natančne aplikacije.
Če povzamemo, značilnosti izdelkov kot vir črpanja diode polprevodniškega laserja: zmožnost črpanja z visoko močjo, način delovanja CW, odlična kakovost in stabilnost žarka ter kompaktno strukturirana zasnova povečujejo povpraševanje na trgu v teh laserski moduli. Kot dobavitelj Lumispot Tech prav tako vlaga veliko truda v optimizacijo zmogljivosti in tehnologij, uporabljenih v seriji DPL.
Paket izdelkov G2-A DPL podjetja Lumispot Tech
Vsak komplet izdelkov vsebuje tri skupine vodoravno zloženih nizov modulov, vsaka skupina vodoravno zloženih nizov modulov črpa moč približno 100 W@25A in skupno moč črpanja 300 W@25A.
Spodaj je prikazana fluorescenčna točka črpalke G2-A:
Glavni tehnični podatki polprevodniškega laserja z diodno črpalko G2-A:
Naša moč v tehnologijah
1. Tehnologija prehodnega toplotnega upravljanja
Polprevodniški laserji s polprevodniškim črpanjem se pogosto uporabljajo za aplikacije s kvazi-zveznimi valovi (CW) z visoko največjo izhodno močjo in aplikacije z zveznimi valovi (CW) z visoko povprečno izhodno močjo. Pri teh laserjih višina toplotnega ponora in razdalja med čipi (tj. debelina podlage in čipa) pomembno vplivata na sposobnost odvajanja toplote izdelka. Večja razdalja od čipa do čipa povzroči boljše odvajanje toplote, vendar poveča prostornino izdelka. Nasprotno, če se razmik čipov zmanjša, se bo velikost izdelka zmanjšala, vendar bo zmogljivost izdelka za odvajanje toplote morda nezadostna. Uporaba najkompaktnejše prostornine za načrtovanje optimalnega polprevodniškega laserja s polprevodniškim črpanjem, ki izpolnjuje zahteve glede odvajanja toplote, je težka naloga pri načrtovanju.
Graf termične simulacije v stanju dinamičnega ravnovesja
Lumispot Tech uporablja metodo končnih elementov za simulacijo in izračun temperaturnega polja naprave. Za toplotno simulacijo se uporablja kombinacija stacionarne termične simulacije prenosa toplote trdne snovi in toplotne simulacije temperature tekočine. Za pogoje neprekinjenega delovanja, kot je prikazano na spodnji sliki: predlagano je, da ima izdelek optimalno razdaljo med čipi in razporeditev v pogojih stacionarne toplotne simulacije prenosa toplote. Pod tem razmikom in strukturo ima izdelek dobro sposobnost odvajanja toplote, nizko najvišjo temperaturo in najbolj kompaktne lastnosti.
2.AuSn spajkapostopek inkapsulacije
Lumispot Tech uporablja tehniko pakiranja, ki uporablja spajko AnSn namesto tradicionalne spajke iz indija za reševanje težav, povezanih s toplotno utrujenostjo, elektromigracijo in električno-toplotno migracijo, ki jo povzroča indijeva spajka. S sprejetjem AuSn spajkanja želi naše podjetje povečati zanesljivost in dolgo življenjsko dobo izdelkov. Ta zamenjava se izvaja ob zagotavljanju konstantnega razmika med nizi palic, kar dodatno prispeva k izboljšanju zanesljivosti in življenjske dobe izdelka.
V tehnologiji pakiranja visokozmogljivega polprevodniškega črpanega polprevodniškega laserja je več mednarodnih proizvajalcev sprejelo kovino indija (In) kot varilni material zaradi njegovih prednosti nizkega tališča, majhne varilne napetosti, enostavnega upravljanja in dobre plastike. deformacija in infiltracija. Pri polprevodniških laserjih s polprevodniškim črpanjem v pogojih uporabe z neprekinjenim delovanjem pa bo izmenična napetost povzročila napetostno utrujenost indijeve varilne plasti, kar bo povzročilo okvaro izdelka. Zlasti pri visokih in nizkih temperaturah ter dolgih širinah impulzov je stopnja napak pri varjenju z indijem zelo očitna.
Primerjava pospešenih preizkusov življenjske dobe laserjev z različnimi paketi spajkal
Po 600 urah staranja vsi izdelki, inkapsulirani z indijevim spajkom, ne uspejo; medtem ko izdelki, inkapsulirani z zlatokositrom, delujejo več kot 2000 ur skoraj brez spremembe moči; ki odraža prednosti inkapsulacije AuSn.
Da bi izboljšali zanesljivost visokozmogljivih polprevodniških laserjev, hkrati pa ohranili doslednost različnih indikatorjev učinkovitosti, je Lumispot Tech sprejel trdo spajko (AuSn) kot novo vrsto embalažnega materiala. Uporaba koeficienta toplotne razteznosti, ki se ujema s substratnim materialom (CTE-Matched Submount), učinkovito sproščanje toplotne napetosti, dobra rešitev za tehnične težave, ki se lahko pojavijo pri pripravi trde spajke. Nujen pogoj, da je substratni material (submount) mogoče spajkati na polprevodniški čip, je površinska metalizacija. Površinska metalizacija je tvorba plasti difuzijske pregrade in spajkalne infiltracijske plasti na površini substratnega materiala.
Shematski diagram mehanizma elektromigracije laserja, inkapsuliranega v indijsko spajko
Da bi izboljšali zanesljivost visokozmogljivih polprevodniških laserjev, hkrati pa ohranili doslednost različnih indikatorjev učinkovitosti, je Lumispot Tech sprejel trdo spajko (AuSn) kot novo vrsto embalažnega materiala. Uporaba koeficienta toplotne razteznosti, ki se ujema s substratnim materialom (CTE-Matched Submount), učinkovito sproščanje toplotne napetosti, dobra rešitev za tehnične težave, ki se lahko pojavijo pri pripravi trde spajke. Nujen pogoj, da je substratni material (submount) mogoče spajkati na polprevodniški čip, je površinska metalizacija. Površinska metalizacija je tvorba plasti difuzijske pregrade in spajkalne infiltracijske plasti na površini substratnega materiala.
Njegov namen je na eni strani blokirati difuzijo spajke na material substrata, na drugi strani pa je okrepiti spajko z zmožnostjo varjenja materiala substrata, da se prepreči spajkalna plast votline. Površinska metalizacija lahko tudi prepreči površinsko oksidacijo materiala substrata in vdor vlage, zmanjša kontaktni upor v procesu varjenja in tako izboljša trdnost varjenja in zanesljivost izdelka. Uporaba trde spajke AuSn kot varilni material za polprevodniške laserje s polprevodniškim črpanjem se lahko učinkovito izogne indijevi napetostni utrujenosti, oksidaciji in elektrotermični migraciji ter drugim napakam, kar znatno izboljša zanesljivost polprevodniških laserjev in življenjsko dobo laserja. Uporaba tehnologije inkapsulacije zlato-kositer lahko premaga težave elektromigracije in elektrotermične migracije indijeve spajke.
Rešitev podjetja Lumispot Tech
V neprekinjenih ali impulznih laserjih toplota, ki nastane zaradi absorpcije sevanja črpalke v laserskem mediju, in zunanjega hlajenja medija povzroči neenakomerno porazdelitev temperature v laserskem mediju, kar ima za posledico temperaturne gradiente, ki povzročajo spremembe lomnega količnika medija. in nato proizvaja različne toplotne učinke. Toplotno nanašanje znotraj ojačitvenega medija vodi do učinka termične leče in toplotno induciranega dvolomnega učinka, ki povzroči 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 ojačitvenem mediju spreminja, ko se moč črpalke poveča. Različni toplotni učinki v sistemu resno vplivajo na celoten laserski sistem, da doseže boljšo kakovost žarka in večjo izhodno moč, kar je ena od težav, ki jih je treba rešiti. Kako učinkovito zavirati in blažiti toplotni učinek kristalov v delovnem procesu, so se znanstveniki ukvarjali že dolgo, to je postalo eno od trenutnih raziskovalnih žarišč.
Nd:YAG laser s toplotno votlino leče
V projektu razvoja visokozmogljivih Nd:YAG laserjev z LD črpanjem so bili rešeni Nd:YAG laserji s toplotno lečno votlino, tako da lahko modul pridobi visoko moč ob visoki kakovosti žarka.
V projektu za razvoj visokozmogljivega laserja Nd:YAG s črpanjem LD je Lumispot Tech razvil modul G2-A, ki v veliki meri rešuje problem manjše moči zaradi votlin, ki vsebujejo termalne leče, kar modulu omogoča visoko moč. z visoko kakovostjo žarka.
Čas objave: 24. julij 2023