| Инкапсуляция припоем Стеки диодных лазерных стержней | AuSn Упаковано |
| 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 для получения быстрых публикаций
Абстрактный
Спрос на лазерные модули с непрерывной диодной накачкой (CW) стремительно растёт, поскольку они являются важным источником накачки для твердотельных лазеров. Эти модули обладают уникальными преимуществами, отвечающими специфическим требованиям твердотельных лазеров. G2 — твердотельный лазер с диодной накачкой, новый продукт в серии CW-лазеров с диодной накачкой от LumiSpot Tech, обладает более широкой областью применения и улучшенными характеристиками.
В этой статье мы рассмотрим области применения, характеристики и преимущества твердотельного лазера с диодной накачкой непрерывного действия. В конце статьи я продемонстрирую отчёт об испытаниях твердотельного лазера с диодной накачкой непрерывного действия от Lumispot Tech и его особые преимущества.
Область применения
Мощные полупроводниковые лазеры в основном используются в качестве источников накачки для твердотельных лазеров. В практических приложениях источник накачки на основе полупроводникового лазерного диода играет ключевую роль в оптимизации технологии твердотельных лазеров с накачкой лазерным диодом.
В этом типе лазера для накачки кристаллов используется полупроводниковый лазер с фиксированной длиной волны вместо традиционной криптоновой или ксеноновой лампы. Поэтому этот усовершенствованный лазер получил название 2-го типа.ndпоколение 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 импульс оптической энергии, эффективно накачивая активную среду твердотельного лазера, что позволяет достичь наилучших характеристик твердотельного лазера. Кроме того, его относительно высокая пиковая (или средняя) мощность открывает более широкий спектр применения.промышленность, медицина и наука.
Отличная светосила и устойчивость
Модуль полупроводникового лазера непрерывной накачки обеспечивает выдающееся качество светового луча и его спонтанную стабильность, что критически важно для достижения контролируемой и точной выходной мощности лазера. Модули разработаны для формирования четко определенного и стабильного профиля луча, обеспечивая надежную и стабильную накачку твердотельного лазера. Эта особенность идеально соответствует требованиям лазерного применения в промышленной обработке материалов. лазерная резкаи НИОКР.
Непрерывная работа волны
Режим непрерывного излучения (CW) сочетает в себе преимущества лазера с непрерывной длиной волны и импульсного лазера. Основное отличие непрерывного излучения от импульсного лазера 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 может быть легко интегрирован в текущуютвердотельный лазерВ зависимости от компактной конструкции и конструкции, их прочная конструкция и высококачественные компоненты обеспечивают долговременную надежность, сводя к минимуму время простоя и затраты на техническое обслуживание, что особенно важно в промышленном производстве и медицинских процедурах.
Рыночный спрос на серию DPL — растущие рыночные возможности
По мере роста спроса на твердотельные лазеры в различных отраслях промышленности растёт и потребность в высокопроизводительных источниках накачки, таких как лазерные модули непрерывного излучения с диодной накачкой. Такие отрасли, как производство, здравоохранение, оборона и научные исследования, используют твердотельные лазеры для прецизионных применений.
Подводя итог, можно сказать, что характеристики этих лазерных модулей, используемых в качестве диодных источников накачки для твердотельных лазеров, такие как высокая мощность накачки, работа в непрерывном режиме, превосходное качество и стабильность луча, а также компактная конструкция, повышают рыночный спрос на эти лазерные модули. Как поставщик, Lumispot Tech также прилагает значительные усилия для оптимизации производительности и технологий, применяемых в серии DPL.
Комплект продуктов G2-A DPL от Lumispot Tech
Каждый набор изделий содержит три группы горизонтально расположенных массивных модулей, мощность накачки каждой группы горизонтально расположенных массивных модулей 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 (CW) приложений с высокой пиковой выходной мощностью и непрерывной (CW) приложений с высокой средней выходной мощностью. В этих лазерах высота теплоотвода и расстояние между кристаллами (т. е. толщина подложки и кристалла) существенно влияют на способность изделия к рассеиванию тепла. Большее расстояние между кристаллами приводит к лучшему рассеиванию тепла, но увеличивает объем изделия. И наоборот, при уменьшении расстояния между кристаллами размер изделия уменьшится, но способность изделия к рассеиванию тепла может оказаться недостаточной. Использование максимально компактного объема для разработки оптимального твердотельного лазера с полупроводниковой накачкой, отвечающего требованиям к рассеиванию тепла, является сложной задачей при проектировании.
График стационарного теплового моделирования
Компания Lumispot Tech применяет метод конечных элементов для моделирования и расчета температурного поля устройства. Для теплового моделирования используется комбинация моделирования стационарного теплопереноса в твердом теле и моделирования температуры жидкости. Для условий непрерывной работы, как показано на рисунке ниже, предлагается оптимальное расположение и расстояние между кристаллами в условиях моделирования стационарного теплопереноса в твердом теле. При таком расстоянии и структуре изделие обладает хорошим теплоотводом, низкой пиковой температурой и наиболее компактными характеристиками.
2.припой AuSnпроцесс инкапсуляции
Компания Lumispot Tech использует технологию корпусирования с использованием припоя AnSn вместо традиционного индиевого припоя для решения проблем, связанных с термической усталостью, электромиграцией и электротермической миграцией, вызванных индиевым припоем. Внедряя припой AuSn, наша компания стремится повысить надежность и долговечность своей продукции. Эта замена осуществляется с обеспечением постоянного расстояния между стержнями, что дополнительно способствует повышению надежности и срока службы изделия.
В технологии корпусирования мощных твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой металлический индий (In) используется большинством международных производителей в качестве сварочного материала благодаря таким преимуществам, как низкая температура плавления, низкое сварочное напряжение, простота эксплуатации, а также хорошая пластическая деформация и инфильтрация. Однако в условиях непрерывной эксплуатации твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой знакопеременные напряжения вызывают усталость индиевого сварочного слоя, что приводит к отказу изделия. Особенно при высоких и низких температурах, а также при большой длительности импульса, интенсивность отказов при сварке индием весьма очевидна.
Сравнение результатов 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 стабильности различных эксплуатационных показателей компания Lumispot Tech использует новый тип корпусного материала – твердый припой (AuSn). Использование подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount) обеспечивает эффективное снятие термических напряжений и является хорошим решением технических проблем, возникающих при изготовлении твердого припоя. Необходимым условием для пайки подложки (подложки) с полупроводниковым кристаллом является поверхностная металлизация. Поверхностная металлизация – это формирование на поверхности подложки слоя, препятствующего диффузии и инфильтрации припоя.
Принципиальная схема механизма электромиграции лазера, инкапсулированного в индиевый припой
Для повышения надежности мощных полупроводниковых лазеров при сохранении стабильности различных эксплуатационных показателей компания Lumispot Tech использует новый тип корпусного материала – твердый припой (AuSn). Использование подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount) обеспечивает эффективное снятие термических напряжений и является хорошим решением технических проблем, возникающих при изготовлении твердого припоя. Необходимым условием для пайки подложки (подложки) с полупроводниковым кристаллом является поверхностная металлизация. Поверхностная металлизация – это формирование на поверхности подложки слоя, препятствующего диффузии и инфильтрации припоя.
Его цель, с одной стороны, блокировать диффузию припоя к материалу подложки, с другой стороны, усилить припой свариваемостью материала подложки, чтобы предотвратить образование слоя припоя в полости. Поверхностная металлизация 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 избегать усталости индия под напряжением, 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 внешнее охлаждение среды приводят к неравномерному распределению температуры внутри лазерной среды, что приводит к температурным градиентам, вызывающим изменения показателя преломления среды и, следовательно, к различным тепловым эффектам. Тепловое осаждение внутри активной среды приводит к эффекту тепловой линзы и термически индуцированному эффекту двулучепреломления, что приводит к определенным потерям в лазерной системе, влияя на стабильность лазера в резонаторе и качество выходного пучка. В непрерывно работающей лазерной системе тепловое напряжение в активной среде изменяется с увеличением мощности накачки. Различные тепловые эффекты в системе серьезно влияют на всю лазерную систему, обеспечивая лучшее качество пучка и более высокую выходную мощность, что является одной из проблем, требующих решения. Вопрос о том, как эффективно подавить и смягчить тепловое воздействие кристаллов в рабочем процессе, долгое время волновал учёных, и это стало одной из актуальных тем исследований.
Nd:YAG-лазер с термическим линзовым резонатором
В проекте разработки мощных лазеров Nd:YAG с накачкой LD были решены задачи создания лазеров Nd:YAG с термическим линзовым резонатором, 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 пониженной мощности из-за резонаторов, содержащих тепловые линзы, что позволяет модулю получать высокую мощность при высоком качестве луча.
Время публикации: 24 июля 2023 г.