| Инкапсуляционная пайка Диодные лазерные стержневые стеки | AuSn упакованный |
| Центральная длина волны | 1064 нм |
| Выходная мощность | ≥55 Вт |
| Рабочий ток | ≤30 А |
| Рабочее напряжение | ≤24 В |
| Рабочий режим | CW |
| Длина полости | 900 мм |
| Выходное зеркало | Т = 20% |
| Температура воды | 25±3℃ |
Подпишитесь на наши социальные сети, чтобы получать быстрые публикации
Абстрактный
Спрос на лазерные модули с диодной накачкой CW (непрерывной волны) быстро растет как важный источник накачки твердотельных лазеров. Эти модули обладают уникальными преимуществами и отвечают специфическим требованиям твердотельных лазеров. G2 — твердотельный лазер с диодной накачкой, новый продукт серии CW Diode Pump от LumiSpot Tech, имеет более широкую область применения и улучшенные эксплуатационные характеристики.
В этой статье мы добавим контент, посвященный применению продукта, его характеристикам и преимуществам в отношении твердотельного лазера с диодной накачкой непрерывного действия. 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 твердотельных лазеров. В практических приложениях полупроводниковый лазер с диодной накачкой является ключом к оптимизации технологии твердотельных лазеров с диодной накачкой.
В этом типе лазера для накачки кристаллов используется полупроводниковый лазер с фиксированной длиной волны вместо традиционной криптоновой или ксеноновой лампы. В результате этот модернизированный лазер получил название 2.ndпоколение лазера накачки непрерывного действия (G2-A), который обладает характеристиками высокой эффективности, длительного срока службы, хорошего качества луча, хорошей стабильности, компактности и миниатюризации.
Высокая мощность накачки
Непрерывный источник диодной накачки обеспечивает интенсивный всплеск оптической энергии, эффективно накачивая усиливающую среду твердотельного лазера и обеспечивая наилучшие характеристики твердотельного лазера. Кроме того, его относительно высокая пиковая мощность (или средняя мощность) позволяет использовать более широкий спектр приложений.промышленность, медицина и наука.
Отличный луч и стабильность
Модуль полупроводникового лазера непрерывной накачки обладает выдающимся качеством светового луча со спонтанной стабильностью, что имеет решающее значение для реализации контролируемого и точного выходного сигнала лазера. Модули предназначены для создания четко определенного и стабильного профиля луча, обеспечивая надежную и последовательную накачку твердотельного лазера. Эта функция идеально соответствует требованиям применения лазера при промышленной обработке материалов. лазерная резкаи НИОКР.
Работа в непрерывном режиме
Режим работы непрерывного излучения сочетает в себе преимущества лазера с непрерывной длиной волны и импульсного лазера. Основное различие между лазером непрерывного действия и импульсным лазером заключается в выходной мощности.CW Лазер, который также известен как лазер непрерывной волны, имеет характеристики стабильного рабочего режима и способность посылать непрерывную волну.
Компактный и надежный дизайн
CW DPL можно легко интегрировать в существующуютвердотельный лазерв зависимости от компактного дизайна 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 в различных отраслях продолжает расти, растет и потребность в высокопроизводительных источниках накачки, таких как лазерные модули с диодной накачкой непрерывного действия. Такие отрасли, как производство, здравоохранение, оборона и научные исследования, полагаются на твердотельные лазеры для прецизионных приложений.
Подводя итог, можно сказать, что характеристики продуктов в качестве диодного источника накачки твердотельного лазера: возможность высокой мощности накачки, режим работы непрерывного излучения, отличное качество и стабильность луча, а также компактная конструкция увеличивают рыночный спрос на эти изделия. лазерные модули. Как поставщик, Lumispot Tech также прилагает много усилий для оптимизации производительности и технологий, применяемых в серии DPL.
Комплект продуктов G2-A DPL от Lumispot Tech
Каждый набор продуктов содержит три группы модулей с горизонтально расположенной матрицей, мощность накачки каждой группы модулей с горизонтальной решеткой составляет около 100 Вт при 25 А, а общая мощность накачки составляет 300 Вт при 25 А.
Пятно флуоресценции насоса G2-A показано ниже:
Основные технические данные твердотельного лазера с диодной накачкой G2-A:
Наша сила в технологиях
1. Технология управления переходной температурой
Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой широко используются в приложениях квазинепрерывной волны (CW) с высокой пиковой выходной мощностью и в приложениях непрерывной волны (CW) с высокой средней выходной мощностью. В этих лазерах высота теплоотвода и расстояние между чипами (т. е. толщина подложки и чипа) существенно влияют на способность продукта рассеивать тепло. Увеличение расстояния между стружками приводит к лучшему рассеиванию тепла, но увеличивает объем продукта. И наоборот, если расстояние между чипами уменьшено, размер продукта уменьшится, но способность продукта рассеивать тепло может оказаться недостаточной. Использование максимально компактного объема для создания оптимального твердотельного лазера с полупроводниковой накачкой, отвечающего 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 комбинация теплового моделирования теплопередачи в твердом состоянии и теплового моделирования температуры жидкости. Для условий непрерывной работы, как показано на рисунке ниже: предполагается, что продукт будет иметь оптимальное расстояние между чипами и их расположение в условиях стационарного теплового моделирования твердотельного теплопереноса. Благодаря такому пространству и конструкции продукт обладает хорошей способностью рассеивания тепла, низкой пиковой температурой и наиболее компактными характеристиками.
2.AuSn припойпроцесс инкапсуляции
Lumispot Tech использует технологию упаковки, в которой вместо традиционного индиевого припоя используется припой AnSn для решения проблем, связанных с термической усталостью, электромиграцией и электротермической миграцией, вызываемыми индиевым припоем. Используя припой AuSn, наша компания стремится повысить надежность и долговечность продукции. Эта замена осуществляется при обеспечении постоянного расстояния между штабелями прутков, что еще больше способствует повышению надежности и срока службы продукции.
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, таких как низкая температура плавления, низкое сварочное напряжение, простота в эксплуатации и хорошая пластичность. деформация и инфильтрация. Однако для твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой в условиях непрерывного применения переменное напряжение вызовет усталостную усталость индиевого сварочного слоя, что приведет к выходу изделия из строя. Интенсивность отказов при сварке индием очевидна, особенно при высоких и низких температурах и большой длительности импульса.
Сравнение ускоренных ресурсных испытаний лазеров с разными пакетами припоев
После 600 часов старения все изделия, инкапсулированные индиевым припоем, выходят из строя; при этом изделия, инкапсулированные золотым оловом, работают более 2000 часов практически без изменения мощности; отражающее преимущества инкапсуляции AuSn.
Чтобы повысить надежность мощных полупроводниковых лазеров при сохранении постоянства различных показателей производительности, Lumispot Tech использует твердый припой (AuSn) в качестве нового типа упаковочного материала. Использование материала подложки с соответствующим коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount), эффективное снятие термического напряжения, хорошее решение технических проблем, которые могут возникнуть при подготовке твердого припоя. Необходимым условием возможности пайки материала подложки (подкрепления) к полупроводниковому кристаллу является металлизация поверхности. Поверхностная металлизация – это образование слоя диффузионного барьера и слоя инфильтрации припоя на поверхности материала подложки.
Принципиальная схема механизма электромиграции лазера, заключенного в индиевый припой
Чтобы повысить надежность мощных полупроводниковых лазеров при сохранении постоянства различных показателей производительности, Lumispot Tech использует твердый припой (AuSn) в качестве нового типа упаковочного материала. Использование материала подложки с соответствующим коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount), эффективное снятие термического напряжения, хорошее решение технических проблем, которые могут возникнуть при подготовке твердого припоя. Необходимым условием возможности пайки материала подложки (подкрепления) к полупроводниковому кристаллу является металлизация поверхности. Поверхностная металлизация – это образование слоя диффузионного барьера и слоя инфильтрации припоя на поверхности материала подложки.
Его цель состоит в том, чтобы, с одной стороны, заблокировать диффузию припоя в материал подложки, с другой стороны, укрепить припой способностью к сварке материала подложки, чтобы предотвратить образование полости припоя. Металлизация поверхности также может предотвратить окисление поверхности материала подложки и проникновение влаги, снизить контактное сопротивление в процессе сварки и, таким образом, повысить прочность сварки и надежность изделия. Использование твердого припоя AuSn в качестве сварочного материала для твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой позволяет эффективно избежать стрессовой усталости индия, окисления, электротермической миграции и других дефектов, что значительно повышает надежность полупроводниковых лазеров, а также срок службы лазера. Использование технологии инкапсуляции золото-олово может решить 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. а затем производя различные тепловые эффекты. Термическое осаждение внутри усиливающей среды приводит к эффекту термического линзирования и эффекту термоиндуцированного двойного лучепреломления, что приводит к определенным потерям в лазерной системе, влияющим 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, требуя лучшего качества луча и более высокой выходной мощности, что является одной из проблем, которые необходимо решить. Как эффективно подавлять и смягчать тепловое воздействие кристаллов в рабочем процессе, ученые беспокоились уже давно, и это стало одной из актуальных тем исследований.
Nd:YAG-лазер с термолинзовой полостью
В проекте разработки мощных Nd:YAG-лазеров с LD-накачкой были решены проблемы Nd:YAG-лазеров с термолинзирующим резонатором, так что модуль может получать высокую мощность при получении высокого качества луча.
В рамках проекта по разработке мощного Nd:YAG-лазера с LD-накачкой компания Lumispot Tech разработала модуль G2-A, который в значительной степени решает проблему более низкой мощности из-за полостей, содержащих тепловые линзы, позволяя модулю получать высокую мощность. с высоким качеством луча.
Время публикации: 24 июля 2023 г.