| 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 диодных насосов 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 четкого 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 горизонтальной решеткой, 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 расположению и конструкции продукт имеет хорошую теплоотдачу, низкую пиковую температуру и наиболее компактные характеристики.
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.