| Пайка для герметизации Наборы диодных лазерных линеек | AuSn упакованный |
| Центральная длина волны | 1064 нм |
| Выходная мощность | ≥55 Вт |
| Рабочий ток | ≤30 А |
| Рабочее напряжение | ≤24 В |
| Режим работы | CW |
| Длина полости | 900 мм |
| Выходное зеркало | Т = 20% |
| Температура воды | 25±3℃ |
Подпишитесь на наши страницы в социальных сетях, чтобы получать оперативные публикации.
Абстрактный
Спрос на модули диодных лазеров непрерывного действия (CW) быстро растёт, поскольку они являются важным источником накачки для твердотельных лазеров. Эти модули обладают уникальными преимуществами, позволяющими удовлетворить специфические требования твердотельных лазерных приложений. 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 рассмотрим области применения, характеристики и преимущества твердотельного лазера с диодной накачкой непрерывного излучения. В конце статьи я приведу отчет о тестировании твердотельного лазера с диодной накачкой непрерывного излучения 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 полупроводниковый лазерный диод в качестве источника накачки является ключевым элементом оптимизации технологии твердотельных лазеров с диодной накачкой.
В этом типе лазера вместо традиционных криптоновых или ксеноновых ламп для накачки кристаллов используется полупроводниковый лазер с фиксированной длиной волны излучения. В результате этот модернизированный лазер получил название 2.ndГенерация непрерывного лазерного излучения (G2-A), обладающая такими характеристиками, как высокая эффективность, длительный срок службы, хорошее качество луча, хорошая стабильность, компактность и миниатюризация.
Высокая мощность насосной системы
Источник непрерывной диодной накачки обеспечивает интенсивный импульс оптической энергии, эффективно накачивая активную среду в твердотельном лазере и обеспечивая наилучшие характеристики твердотельного лазера. Кроме того, его относительно высокая пиковая мощность (или средняя мощность) позволяет использовать его в более широком спектре применений.промышленность, медицина и наука.
Отличная балка и устойчивость.
Модуль непрерывного полупроводникового лазера с накачкой обладает выдающимся качеством светового луча, отличающимся спонтанной стабильностью, что имеет решающее значение для обеспечения контролируемого и точного лазерного излучения. Модули разработаны для получения четко определенного и стабильного профиля луча, обеспечивая надежную и стабильную накачку твердотельного лазера. Эта особенность идеально соответствует требованиям применения лазеров в промышленной обработке материалов. лазерная резкаи НИОКР.
Работа в режиме непрерывной волны
Режим непрерывной работы сочетает в себе преимущества как лазера с постоянной длиной волны, так и импульсного лазера. Главное отличие между лазером непрерывного действия и импульсным лазером заключается в выходной мощности.CW Лазер, также известный как лазер непрерывного излучения, обладает такими характеристиками, как стабильный режим работы и способность излучать непрерывный сигнал.
Компактная и надежная конструкция
CW DPL легко интегрируется в существующую систему.твердотельный лазерВ зависимости от компактной конструкции и структуры. Прочная конструкция и высококачественные компоненты обеспечивают долговременную 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 лазерные модули непрерывного действия с диодной накачкой. В таких отраслях, как производство, здравоохранение, оборона и научные исследования, твердотельные лазеры используются для высокоточных приложений.
В заключение, характеристики этих лазерных модулей, являющихся источником диодной накачки для твердотельных лазеров, включают в себя: высокую мощность накачки, непрерывный режим работы, превосходное качество и стабильность луча, а также компактную конструкцию, что повышает рыночный спрос на эти лазерные модули. Компания Lumispot Tech, как поставщик, также прилагает значительные усилия для оптимизации характеристик и технологий, применяемых в серии DPL.
Комплект поставки G2-A DPL от Lumispot Tech
Каждый комплект изделий содержит три группы горизонтально расположенных модулей, каждая группа которых обеспечивает мощность прокачки около 100 Вт при 25 А, а общая мощность прокачки составляет 300 Вт при 25 А.
Ниже показано пятно флуоресценции насоса G2-A:
Основные технические характеристики твердотельного лазера с диодной накачкой G2-A:
Наши преимущества в технологиях
1. Технология управления переходными процессами теплового режима
Полупроводниковые твердотельные лазеры широко используются в квазинепрерывных (CW) режимах с высокой пиковой выходной мощностью и в непрерывных (CW) режимах с высокой средней выходной мощностью. В этих лазерах высота теплоотвода и расстояние между чипами (т.е. толщина подложки и чипа) существенно влияют на теплоотводящие свойства изделия. Большее расстояние между чипами приводит к лучшему теплоотводу, но увеличивает объем изделия. И наоборот, если расстояние между чипами уменьшается, размер изделия уменьшается, но теплоотводящие свойства изделия могут оказаться недостаточными. Создание оптимального полупроводникового твердотельного лазера, отвечающего требованиям теплоотвода, с использованием максимально компактного объема является сложной задачей.
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 теплообмена в твердом теле и моделирования теплообмена в жидком теле. Для условий непрерывной работы, как показано на рисунке ниже, предлагается оптимальное расстояние между кристаллами и их расположение в условиях моделирования стационарного теплообмена в твердом теле. При таком расстоянии и структуре изделие обладает хорошей теплоотдачей, низкой пиковой температурой и наиболее компактными характеристиками.
2.припой AuSnпроцесс инкапсуляции
Компания Lumispot Tech использует технологию упаковки, в которой вместо традиционного индиевого припоя применяется припой AnSn, что позволяет решить проблемы, связанные с термической усталостью, электромиграцией и электротермической миграцией, вызываемыми индиевым припоем. Применение припоя AuSn позволяет повысить надежность и долговечность продукции. Эта замена осуществляется при сохранении постоянного расстояния между элементами в пакетах, что дополнительно способствует повышению надежности и срока службы изделия.
В технологии упаковки мощных полупроводниковых твердотельных лазеров в качестве сварочного материала все больше международных производителей используют индий (In) благодаря его преимуществам: низкой температуре плавления, низкому сварочному напряжению, простоте эксплуатации, а также хорошей пластической деформации и инфильтрации. Однако в условиях непрерывной работы полупроводниковых твердотельных лазеров переменные напряжения вызывают усталость индиевого сварочного слоя, что приводит к выходу изделия из строя. Особенно высока вероятность отказа индиевого сварочного слоя при высоких и низких температурах и большой длительности импульса.
Сравнение результатов ускоренных испытаний на долговечность лазеров с различными типами припоя.
После 600 часов старения все изделия, покрытые индиевым припоем, выходят из строя; в то время как изделия, покрытые оловянным золотом, работают более 2000 часов практически без изменения мощности, что отражает преимущества покрытия из сплава AuSn.
Для повышения надежности мощных полупроводниковых лазеров при сохранении стабильности различных показателей производительности компания Lumispot Tech использует новый тип упаковочного материала — твердый припой (AuSn). Применение материала подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount) обеспечивает эффективное снятие термических напряжений и является хорошим решением технических проблем, которые могут возникнуть при подготовке твердого припоя. Необходимым условием для возможности пайки материала подложки (субмонта) к полупроводниковому чипу является металлизация поверхности. Металлизация поверхности — это формирование слоя диффузионного барьера и слоя припоя на поверхности материала подложки.
Схема механизма электромиграции лазера, заключенного в индиевый припой.
Для повышения надежности мощных полупроводниковых лазеров при сохранении стабильности различных показателей производительности компания Lumispot Tech использует новый тип упаковочного материала — твердый припой (AuSn). Применение материала подложки с согласованным коэффициентом теплового расширения (CTE-Matched Submount) обеспечивает эффективное снятие термических напряжений и является хорошим решением технических проблем, которые могут возникнуть при подготовке твердого припоя. Необходимым условием для возможности пайки материала подложки (субмонта) к полупроводниковому чипу является металлизация поверхности. Металлизация поверхности — это формирование слоя диффузионного барьера и слоя припоя на поверхности материала подложки.
Его цель, с одной стороны, состоит в блокировании диффузии припоя в материал подложки, а с другой — в упрочнении припоя за счет способности к сварке с материалом подложки, предотвращении образования припойного слоя в полости. Металлизация поверхности также предотвращает окисление поверхности материала подложки и проникновение влаги, снижает контактное сопротивление в процессе сварки и, таким образом, повышает прочность сварки и надежность изделия. Использование твердого припоя AuSn в качестве сварочного материала для полупроводниковых лазеров с накачкой позволяет эффективно избежать усталости индия под напряжением, окисления, электротермической миграции и других дефектов, значительно повышая надежность полупроводниковых лазеров, а также срок их службы. Использование технологии инкапсуляции золотом и оловом позволяет преодолеть проблемы электромиграции и электротермической миграции индиевого припоя.
Решение от Lumispot Tech
В лазерах непрерывного или импульсного действия тепло, выделяемое при поглощении излучения накачки лазерной средой и внешнем охлаждении среды, приводит к неравномерному распределению температуры внутри лазерной среды, вызывая температурные градиенты, изменения показателя преломления среды и, следовательно, различные тепловые эффекты. Тепловое осаждение внутри активной среды приводит к эффекту тепловой линзы и эффекту термически индуцированного двулучепреломления, что вызывает определенные потери 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, что затрудняет получение лучшего качества пучка и большей выходной мощности, и это одна из проблем, требующих решения. Как эффективно подавить и смягчить тепловое воздействие кристаллов в процессе работы — эта задача давно волнует ученых и стала одним из актуальных направлений исследований.
Nd:YAG лазер с термолинзовым резонатором
В проекте разработки мощных Nd:YAG лазеров с лазерной накачкой были решены проблемы Nd:YAG лазеров с тепловым линзовым резонатором, что позволило модулю получать высокую мощность при высоком качестве пучка.
В рамках проекта по разработке мощного лазера Nd:YAG с лазерной накачкой, компания Lumispot Tech разработала модуль G2-A, который значительно решает проблему низкой мощности, возникающую из-за наличия резонаторов с тепловыми линзами, позволяя модулю получать высокую мощность с высоким качеством луча.
Дата публикации: 24 июля 2023 г.