| Прыпой для інкапсуляцыі Дыёдныя лазерныя стужкі | AuSn упакаваны |
| Цэнтральная даўжыня хвалі | 1064 нм |
| Выхадная магутнасць | ≥55 Вт |
| Рабочы ток | ≤30 А |
| Рабочае напружанне | ≤24 В |
| Рэжым працы | CW |
| Даўжыня паражніны | 900 мм |
| Выхаднае люстэрка | Т = 20% |
| Тэмпература вады | 25±3℃ |
Падпішыцеся на нашы сацыяльныя сеткі для аператыўных публікацый
Рэзюмэ
Попыт на лазерныя модулі з дыёднай накачкай у рэжыме бесперапыннага выпраменьвання (CW) хутка расце як неабходную крыніцу накачкі для цвёрдацельных лазераў. Гэтыя модулі прапануюць унікальныя перавагі для задавальнення канкрэтных патрабаванняў прымянення цвёрдацельных лазераў. G2 - дыёдны накачачны цвёрдацельны лазер, новы прадукт серыі CW дыёдных накачак ад LumiSpot Tech, мае больш шырокае поле прымянення і лепшыя прадукцыйнасць.
У гэтым артыкуле мы разгледзім прымяненне прадукту, яго характарыстыкі і перавагі ў дачыненні да цвёрдацельнага лазера з дыёднай накачкай у рэжыме бесперапыннага выпраменьвання. У канцы артыкула я прадэманструю справаздачу аб выпрабаваннях CW DPL ад Lumispot Tech і нашы асаблівыя перавагі.
Сфера прымянення
Магутныя паўправадніковыя лазеры ў асноўным выкарыстоўваюцца ў якасці крыніц накачкі для цвёрдацельных лазераў. У практычных прымяненнях паўправадніковая лазерная дыёдная крыніца накачкі з'яўляецца ключом да аптымізацыі тэхналогіі цвёрдацельных лазераў з лазернай дыёднай накачкай.
Гэты тып лазера выкарыстоўвае паўправадніковы лазер з фіксаванай даўжынёй хвалі замест традыцыйнай крыптонавай або ксенонавай лямпы для напампоўкі крышталяў. У выніку гэты мадэрнізаваны лазер называецца 2ndпакаленне лазера бесперапыннага выпраменьвання (G2-A), які характарызуецца высокай эфектыўнасцю, працяглым тэрмінам службы, добрай якасцю прамяня, добрай стабільнасцю, кампактнасцю і мініяцюрызацыяй.
Магутнасць помпавай сістэмы высокай магутнасці
Дыёдная крыніца накачкі бесперапыннага выпраменьвання забяспечвае інтэнсіўны выкід аптычнай энергіі, эфектыўна накачваючы асяроддзе ўзмацнення ў цвёрдацельным лазеры, каб дасягнуць найлепшай прадукцыйнасці цвёрдацельнага лазера. Акрамя таго, яго адносна высокая пікавая магутнасць (або сярэдняя магутнасць) дазваляе пашырыць дыяпазон прымянення ўпрамысловасць, медыцына і навука.
Выдатны прамень і стабільнасць
Модуль лазера з паўправадніковай накачкай у рэжыме бесперапыннага выпраменьвання мае выдатную якасць светлавога прамяня са спантаннай стабільнасцю, што мае вырашальнае значэнне для рэалізацыі кантраляванага дакладнага лазернага выпраменьвання. Модулі распрацаваны для стварэння добра акрэсленага і стабільнага профілю прамяня, што забяспечвае надзейную і паслядоўную накачку цвёрдацельнага лазера. Гэтая асаблівасць ідэальна адпавядае патрабаванням лазернага прымянення ў прамысловай апрацоўцы матэрыялаў. лазерная рэзка, і даследаванні і распрацоўкі.
Бесперапынная хвалевая аперацыя
Рэжым працы ў рэжыме бесперапыннага выпраменьвання спалучае ў сабе перавагі лазера з бесперапыннай даўжынёй хвалі і імпульснага лазера. Асноўнае адрозненне паміж лазерам бесперапыннага выпраменьвання і імпульсным лазерам заключаецца ў выходнай магутнасці.CW Лазер, які таксама вядомы як лазер бесперапыннага выпраменьвання, мае характарыстыкі стабільнага рэжыму працы і здольнасць выпраменьваць бесперапынную хвалю.
Кампактны і надзейны дызайн
CW DPL можна лёгка інтэграваць у бягучую сістэмуцвёрдацельны лазеру залежнасці ад кампактнага дызайну і структуры. Іх трывалая канструкцыя і высакаякасныя кампаненты забяспечваюць доўгатэрміновую надзейнасць, мінімізуючы час прастою і выдаткі на абслугоўванне, што асабліва важна ў прамысловай вытворчасці і медыцынскіх працэдурах.
Рынкавы попыт на серыю DPL - растучыя рынкавыя магчымасці
Па меры таго, як попыт на цвёрдацельныя лазеры працягвае расці ў розных галінах прамысловасці, расце і патрэба ў высокапрадукцыйных крыніцах накачкі, такіх як лазерныя модулі з дыёднай накачкай у бесперапынным рэжыме. Такія галіны, як вытворчасць, ахова здароўя, абарона і навуковыя даследаванні, абапіраюцца на цвёрдацельныя лазеры для дакладнага прымянення.
Карацей кажучы, Lumispot Tech, як крыніца дыёднай накачкі цвёрдацельнага лазера, мае такія характарыстыкі прадуктаў, як высокая магутнасць накачкі, рэжым працы ў бесперапынным рэжыме, выдатная якасць і стабільнасць прамяня, а таксама кампактная канструкцыя, што павялічвае попыт на гэтыя лазерныя модулі на рынку. Як пастаўшчык, Lumispot Tech таксама прыкладае шмат намаганняў для аптымізацыі прадукцыйнасці і тэхналогій, якія выкарыстоўваюцца ў серыі DPL.
Камплект прадуктаў G2-A DPL ад Lumispot Tech
Кожны набор прадуктаў змяшчае тры групы гарызантальна размешчаных масіваў модуляў, кожная група гарызантальна размешчаных масіваў мае магутнасць пампоўкі каля 100 Вт пры 25 А, а агульная магутнасць пампоўкі — 300 Вт пры 25 А.
Флуарэсцэнтная пляма накачкі G2-A паказана ніжэй:
Асноўныя тэхнічныя дадзеныя цвёрдацельнага лазера з дыёдным накачваннем G2-A:
Наша моц у тэхналогіях
1. Тэхналогія кіравання пераходнымі тэмпературамі
Цвёрдацельныя лазеры з паўправадніковай накачкай шырока выкарыстоўваюцца для квазібесперапыннай хвалі (CW) з высокай пікавай выходнай магутнасцю і для бесперапыннай хвалі (CW) з высокай сярэдняй выходнай магутнасцю. У гэтых лазерах вышыня цеплаадводу і адлегласць паміж чыпамі (г.зн. таўшчыня падложкі і чыпа) істотна ўплываюць на здольнасць вырабу адводзіць цяпло. Большая адлегласць паміж чыпамі прыводзіць да лепшага адвядзення цяпла, але павялічвае аб'ём вырабу. І наадварот, калі адлегласць паміж чыпамі паменшыць, памер вырабу паменшыцца, але здольнасць вырабу адводзіць цяпло можа быць недастатковай. Выкарыстанне найбольш кампактнага аб'ёму для распрацоўкі аптымальнага цвёрдацельнага лазера з паўправадніковай накачкай, які адпавядае патрабаванням да адвядзення цяпла, з'яўляецца складанай задачай пры праектаванні.
Графік стацыянарнага цеплавога мадэлявання
Для мадэлявання і разліку тэмпературнага поля прылады кампанія Lumispot Tech выкарыстоўвае метад канчатковых элементаў. Для цеплавога мадэлявання выкарыстоўваецца камбінацыя стацыянарнага цеплавога мадэлявання цеплаперадачы ў цвёрдым стане і цеплавога мадэлявання тэмпературы вадкасці. Для ўмоў бесперапыннай працы, як паказана на малюнку ніжэй, прапануецца аптымальная адлегласць паміж чыпамі і іх размяшчэнне ў стацыянарных умовах цеплавога мадэлявання цеплаперадачы ў цвёрдым стане. Пры такой адлегласці і структуры прадукт мае добрую здольнасць да цеплааддачы, нізкую пікавую тэмпературу і найбольш кампактныя характарыстыкі.
2.прыпой AuSnпрацэс інкапсуляцыі
Кампанія Lumispot Tech выкарыстоўвае тэхналогію ўпакоўкі з выкарыстаннем прыпоя AnSn замест традыцыйнага індыевага прыпоя для вырашэння праблем, звязаных з цеплавой стомленасцю, электраміграцыяй і электратэрмічнай міграцыяй, выкліканымі індыевым прыпоем. Выкарыстоўваючы прыпой AuSn, наша кампанія імкнецца павысіць надзейнасць і даўгавечнасць прадукцыі. Гэтая замена ажыццяўляецца пры забеспячэнні пастаяннай адлегласці паміж стосамі пруткоў, што яшчэ больш спрыяе павышэнню надзейнасці і тэрміну службы прадукцыі.
У тэхналогіі ўпакоўкі магутных паўправадніковых накачаных цвёрдацельных лазераў індый (In) быў выкарыстаны ў якасці зварачнага матэрыялу ўсё большай колькасцю міжнародных вытворцаў дзякуючы сваім перавагам: нізкай тэмпературы плаўлення, нізкаму напружанню зваркі, прастаце эксплуатацыі, добрай пластычнай дэфармацыі і інфільтрацыі. Аднак у цвёрдацельных лазерах з накачкай паўправаднікоў пры бесперапыннай працы пераменнае напружанне выклікае стомленасць індыевага зварачнага пласта ад напружання, што прыводзіць да пашкоджання вырабу. Асабліва пры высокіх і нізкіх тэмпературах і працягласці імпульсу частата пашкоджанняў індыевай зваркі вельмі відавочная.
Параўнанне паскораных тэрмінаў службы лазераў з рознымі пакетамі прыпояў
Пасля 600 гадзін старэння ўсе вырабы, інкапсуляваныя індыевым прыпоем, выходзяць з ладу; у той час як вырабы, інкапсуляваныя залатым волавам, працуюць больш за 2000 гадзін практычна без змены магутнасці, што адлюстроўвае перавагі інкапсуляцыі AuSn.
Каб павысіць надзейнасць магутных паўправадніковых лазераў, захоўваючы пры гэтым стабільнасць розных паказчыкаў прадукцыйнасці, кампанія Lumispot Tech выкарыстоўвае цвёрды прыпой (AuSn) у якасці новага тыпу ўпаковачнага матэрыялу. Выкарыстанне матэрыялу падкладкі з узгодненым каэфіцыентам цеплавога пашырэння (CTE-Matched Submount) эфектыўна здымае цеплавое напружанне і з'яўляецца добрым рашэннем тэхнічных праблем, якія могуць узнікнуць пры падрыхтоўцы цвёрдага прыпою. Неабходнай умовай для таго, каб матэрыял падкладкі (падкладкі) мог быць прыпаяны да паўправадніковага чыпа, з'яўляецца павярхоўная металізацыя. Павярхоўная металізацыя - гэта ўтварэнне пласта дыфузійнага бар'ера і пласта інфільтрацыі прыпою на паверхні матэрыялу падкладкі.
Схематычная дыяграма механізму электраміграцыі лазера, інкапсуляванага ў індыевы прыпой
Каб павысіць надзейнасць магутных паўправадніковых лазераў, захоўваючы пры гэтым стабільнасць розных паказчыкаў прадукцыйнасці, кампанія Lumispot Tech выкарыстоўвае цвёрды прыпой (AuSn) у якасці новага тыпу ўпаковачнага матэрыялу. Выкарыстанне матэрыялу падкладкі з узгодненым каэфіцыентам цеплавога пашырэння (CTE-Matched Submount) эфектыўна здымае цеплавое напружанне і з'яўляецца добрым рашэннем тэхнічных праблем, якія могуць узнікнуць пры падрыхтоўцы цвёрдага прыпою. Неабходнай умовай для таго, каб матэрыял падкладкі (падкладкі) мог быць прыпаяны да паўправадніковага чыпа, з'яўляецца павярхоўная металізацыя. Павярхоўная металізацыя - гэта ўтварэнне пласта дыфузійнага бар'ера і пласта інфільтрацыі прыпою на паверхні матэрыялу падкладкі.
Яго мэта, з аднаго боку, заключаецца ў блакаванні дыфузіі прыпоя да матэрыялу падкладкі, а з другога боку, ва ўмацаванні зварачнасці прыпоя з матэрыялам падкладкі, каб прадухіліць утварэнне пласта прыпоя ў паражніну. Металізацыя паверхні таксама можа прадухіліць акісленне паверхні матэрыялу падкладкі і пранікненне вільгаці, знізіць кантактнае супраціўленне ў працэсе зваркі і тым самым палепшыць трываласць зваркі і надзейнасць вырабу. Выкарыстанне цвёрдага прыпоя AuSn у якасці зварачнага матэрыялу для паўправадніковых накачаных цвёрдацельных лазераў можа эфектыўна пазбегнуць стомленасці індыя ад напружання, акіслення і электратэрмічнай міграцыі і іншых дэфектаў, значна паляпшаючы надзейнасць паўправадніковых лазераў, а таксама тэрмін службы лазера. Выкарыстанне тэхналогіі інкапсуляцыі золата-волава можа пераадолець праблемы электраміграцыі і электратэрмічнай міграцыі індыявага прыпоя.
Рашэнне ад Lumispot Tech
У лазерах бесперапыннага або імпульснага дзеяння цяпло, якое ўтвараецца ў выніку паглынання выпраменьвання накачкі лазерным асяроддзем і знешняга астуджэння асяроддзя, прыводзіць да нераўнамернага размеркавання тэмпературы ўнутры лазернага асяроддзя, што прыводзіць да градыентаў тэмпературы, змяненняў паказчыка праламлення асяроддзя і, адпаведна, да розных цеплавых эфектаў. Цеплавое адкладанне ўнутры ўзмацняльнага асяроддзя прыводзіць да эфекту цеплавога лінзавання і эфекту цеплавога падвойнага праламлення, што стварае пэўныя страты ў лазернай сістэме, уплываючы на стабільнасць лазера ў рэзанатары і якасць выходнага прамяня. У бесперапынна працуючай лазернай сістэме цеплавое напружанне ў ўзмацняльным асяроддзі змяняецца па меры павелічэння магутнасці накачкі. Розныя цеплавыя эфекты ў сістэме сур'ёзна ўплываюць на ўсю лазерную сістэму, што дазваляе дасягнуць лепшай якасці прамяня і больш высокай выходнай магутнасці, што з'яўляецца адной з праблем, якія неабходна вырашыць. Як эфектыўна стрымліваць і змякчаць цеплавы ўплыў крышталяў у працоўным працэсе, навукоўцы турбуюцца ўжо даўно, і гэта стала адной з актуальных даследчых праблем у цяперашні час.
Nd:YAG-лазер з рэзанатарам для цеплавой лінзы
У праекце распрацоўкі магутных Nd:YAG-лазераў з LD-накачкай былі вырашаны пытанні Nd:YAG-лазераў з цеплавым лінзавым рэзанатарам, каб модуль мог атрымліваць высокую магутнасць пры адначасовым атрыманні прамяня высокай якасці.
У праекце па распрацоўцы магутнага Nd:YAG-лазера з LD-накачкай кампанія Lumispot Tech распрацавала модуль G2-A, які значна вырашае праблему нізкай магутнасці з-за наяўнасці рэзарантаў з цеплавымі лінзамі, дазваляючы модулю атрымліваць высокую магутнасць з высокай якасцю прамяня.
Час публікацыі: 24 ліпеня 2023 г.