| Инкапсуляция Припой Диодные лазерные линейные стеки | AuSn Упаковано |
| Центральная длина волны | 1064 нм |
| Выходная мощность | ≥55 Вт |
| Рабочий ток | ≤30 А |
| Рабочее напряжение | ≤24В |
| Рабочий режим | CW |
| Длина полости | 900мм |
| Выходное зеркало | Т = 20% |
| Температура воды | 25±3℃ |
Подпишитесь на наши социальные сети для получения оперативных публикаций
Абстрактный
Спрос на модули лазеров с диодной накачкой CW (Continuous Wave) стремительно растет как на основной источник накачки для твердотельных лазеров. Эти модули предлагают уникальные преимущества для удовлетворения особых требований приложений твердотельных лазеров. G2 - твердотельный лазер с диодной накачкой, новый продукт серии CW Diode Pump от LumiSpot Tech, имеет более широкую область применения и лучшие эксплуатационные характеристики.
В этой статье мы включим контент, посвященный применению продукта, особенностям продукта и преимуществам продукта в отношении твердотельного лазера с диодной накачкой CW. В конце статьи я продемонстрирую отчет об испытаниях CW DPL от Lumispot Tech и наши особые преимущества.
Область применения
Мощные полупроводниковые лазеры в основном используются в качестве источников накачки для твердотельных лазеров. В практических приложениях источник накачки полупроводникового лазера диодом является ключом к оптимизации технологии твердотельных лазеров с накачкой лазерным диодом.
Этот тип лазера использует полупроводниковый лазер с фиксированной длиной волны на выходе вместо традиционной криптоновой или ксеноновой лампы для накачки кристаллов. В результате этот усовершенствованный лазер называется 2ndпоколение лазеров непрерывной накачки (G2-A), которые обладают такими характеристиками, как высокая эффективность, длительный срок службы, хорошее качество луча, хорошая стабильность, компактность и миниатюрность.
Высокая мощность перекачки
Источник непрерывной диодной накачки обеспечивает интенсивный всплеск оптической энергии, эффективно накачивая среду усиления в твердотельном лазере, чтобы реализовать наилучшую производительность твердотельного лазера. Кроме того, его относительно высокая пиковая мощность (или средняя мощность) позволяет использовать более широкий спектр приложений впромышленность, медицина и наука.
Отличная ширина и устойчивость
Модуль полупроводникового лазера непрерывной накачки обладает выдающимся качеством светового луча, спонтанно стабильным, что имеет решающее значение для реализации контролируемого точного лазерного светового выхода. Модули разработаны для создания четко определенного и стабильного профиля луча, что обеспечивает надежную и постоянную накачку твердотельного лазера. Эта функция идеально соответствует требованиям лазерного применения в промышленной обработке материалов, лазерная резка, а также НИОКР.
Непрерывная работа волн
Рабочий режим CW сочетает в себе оба достоинства непрерывного лазера и импульсного лазера. Главное отличие между CW-лазером и импульсным лазером заключается в выходной мощности.CW Лазер, также известный как лазер непрерывного излучения, обладает характеристиками стабильного рабочего режима и способностью посылать непрерывную волну.
Компактная и надежная конструкция
CW DPL можно легко интегрировать в текущуютвердотельный лазерв зависимости от компактной конструкции и структуры. Их прочная конструкция и высококачественные компоненты обеспечивают долгосрочную надежность, минимизируя время простоя и затраты на техническое обслуживание, что особенно важно в промышленном производстве и медицинских процедурах.
Рыночный спрос на серию DPL - Растущие рыночные возможности
Поскольку спрос на твердотельные лазеры продолжает расти в различных отраслях промышленности, растет и потребность в высокопроизводительных источниках накачки, таких как модули лазеров с диодной накачкой непрерывного действия. Такие отрасли, как производство, здравоохранение, оборона и научные исследования, полагаются на твердотельные лазеры для точных приложений.
Подводя итог, можно сказать, что в качестве источника диодной накачки твердотельного лазера характеристики продукции: высокая мощность накачки, режим работы CW, превосходное качество и стабильность пучка, а также компактная конструкция повышают рыночный спрос на эти лазерные модули. Как поставщик, Lumispot Tech также прилагает немало усилий для оптимизации производительности и технологий, применяемых в серии DPL.
Комплект продуктов G2-A DPL от Lumispot Tech
Каждый набор продуктов содержит три группы горизонтально расположенных модулей массива, мощность накачки каждой группы горизонтально расположенных модулей массива составляет около 100 Вт при 25 А, а общая мощность накачки составляет 300 Вт при 25 А.
Ниже показано пятно флуоресценции насоса G2-A:
Основные технические данные твердотельного лазера с диодной накачкой G2-A:
Наша сила в технологиях
1. Технология управления переходными тепловыми процессами
Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой широко используются для квазинепрерывных волновых (CW) приложений с высокой пиковой выходной мощностью и непрерывных волновых (CW) приложений с высокой средней выходной мощностью. В этих лазерах высота теплоотвода и расстояние между чипами (т. е. толщина подложки и чипа) значительно влияют на способность продукта рассеивать тепло. Большее расстояние между чипами приводит к лучшему рассеиванию тепла, но увеличивает объем продукта. И наоборот, если расстояние между чипами уменьшается, размер продукта уменьшится, но способность продукта рассеивать тепло может быть недостаточной. Использование максимально компактного объема для проектирования оптимального твердотельного лазера с полупроводниковой накачкой, который соответствует требованиям рассеивания тепла, является сложной задачей при проектировании.
График стационарного теплового моделирования
Lumispot Tech применяет метод конечных элементов для моделирования и расчета температурного поля устройства. Для теплового моделирования используется сочетание стационарного теплового моделирования твердотельного теплопереноса и теплового моделирования температуры жидкости. Для условий непрерывной работы, как показано на рисунке ниже: предлагается, чтобы продукт имел оптимальное расстояние между чипами и расположение в условиях стационарного теплового моделирования твердотельного теплопереноса. При таком расстоянии и структуре продукт имеет хорошую способность рассеивания тепла, низкую пиковую температуру и наиболее компактные характеристики.
2.припой AuSnпроцесс инкапсуляции
Lumispot Tech использует технологию упаковки, которая использует припой AnSn вместо традиционного индиевого припоя для решения проблем, связанных с термической усталостью, электромиграцией и электротермической миграцией, вызванных индиевым припоем. Используя припой AuSn, наша компания стремится повысить надежность и долговечность продукта. Эта замена осуществляется с обеспечением постоянного расстояния между стержнями, что дополнительно способствует повышению надежности и срока службы продукта.
В технологии упаковки мощного твердотельного лазера с полупроводниковой накачкой металлический индий (In) был принят в качестве сварочного материала большинством международных производителей из-за его преимуществ низкой температуры плавления, низкого сварочного напряжения, простоты эксплуатации и хорошей пластической деформации и инфильтрации. Однако для твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой в условиях непрерывной эксплуатации переменное напряжение вызовет усталость под напряжением слоя сварки индия, что приведет к отказу продукта. Особенно при высоких и низких температурах и большой длительности импульса интенсивность отказов сварки индия очень очевидна.
Сравнение ускоренных испытаний на долговечность лазеров с различными припоями
После 600 часов старения все изделия, инкапсулированные индиевым припоем, выходят из строя, в то время как изделия, инкапсулированные золотым оловом, работают более 2000 часов практически без изменения мощности, что отражает преимущества инкапсуляции AuSn.
Для повышения надежности мощных полупроводниковых лазеров при сохранении постоянства различных показателей производительности компания Lumispot Tech использует твердый припой (AuSn) в качестве нового типа упаковочного материала. Использование материала подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount), эффективное снятие теплового напряжения, хорошее решение технических проблем, которые могут возникнуть при приготовлении твердого припоя. Необходимым условием для того, чтобы материал подложки (submount) мог быть припаян к полупроводниковому кристаллу, является поверхностная металлизация. Поверхностная металлизация — это образование слоя диффузионного барьера и слоя инфильтрации припоя на поверхности материала подложки.
Принципиальная схема механизма электромиграции лазера, инкапсулированного в индиевый припой
Для повышения надежности мощных полупроводниковых лазеров при сохранении постоянства различных показателей производительности компания Lumispot Tech использует твердый припой (AuSn) в качестве нового типа упаковочного материала. Использование материала подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount), эффективное снятие теплового напряжения, хорошее решение технических проблем, которые могут возникнуть при приготовлении твердого припоя. Необходимым условием для того, чтобы материал подложки (submount) мог быть припаян к полупроводниковому кристаллу, является поверхностная металлизация. Поверхностная металлизация — это образование слоя диффузионного барьера и слоя инфильтрации припоя на поверхности материала подложки.
Его цель, с одной стороны, блокировать диффузию припоя к материалу подложки, с другой стороны, усилить припой с помощью способности сварки материала подложки, чтобы предотвратить слой припоя полости. Поверхностная металлизация может также предотвратить окисление поверхности материала подложки и проникновение влаги, снизить контактное сопротивление в процессе сварки и, таким образом, повысить прочность сварки и надежность продукта. Использование твердого припоя AuSn в качестве сварочного материала для твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой может эффективно избежать усталости под напряжением индия, окисления и электротермической миграции и других дефектов, значительно повышая надежность полупроводниковых лазеров, а также срок службы лазера. Использование технологии инкапсуляции золотом и оловом может преодолеть проблемы электромиграции и электротермической миграции индиевого припоя.
Решение от Lumispot Tech
В непрерывных или импульсных лазерах тепло, выделяемое при поглощении излучения накачки лазерной средой и внешнем охлаждении среды, приводит к неравномерному распределению температуры внутри лазерной среды, что приводит к температурным градиентам, вызывающим изменения показателя преломления среды и затем производящим различные тепловые эффекты. Термическое осаждение внутри усиливающей среды приводит к эффекту термического линзирования и эффекту термически индуцированного двулучепреломления, что приводит к определенным потерям в лазерной системе, влияя на стабильность лазера в резонаторе и качество выходного луча. В непрерывно работающей лазерной системе тепловое напряжение в усиливающей среде изменяется по мере увеличения мощности накачки. Различные тепловые эффекты в системе серьезно влияют на всю лазерную систему, чтобы получить лучшее качество луча и более высокую выходную мощность, что является одной из проблем, которые необходимо решить. Ученые долгое время беспокоились о том, как эффективно подавлять и смягчать тепловое воздействие кристаллов в рабочем процессе, это стало одной из горячих точек текущих исследований.
Nd:YAG-лазер с резонатором тепловой линзы
В проекте разработки мощных лазеров Nd:YAG с LD-накачкой были решены проблемы лазеров Nd:YAG с резонатором тепловой линзы, благодаря чему модуль может получать высокую мощность при высоком качестве луча.
В рамках проекта по разработке мощного лазера Nd:YAG с LD-накачкой компания Lumispot Tech разработала модуль G2-A, который в значительной степени решает проблему низкой мощности из-за резонаторов, содержащих тепловые линзы, что позволяет модулю получать высокую мощность при высоком качестве луча.
Время публикации: 24 июля 2023 г.