| Lutowanie kapsułkowe Stosy laserów diodowych | AuSn zapakowany |
| Centralna długość fali | 1064nm |
| Moc wyjściowa | ≥55 W |
| Prąd roboczy | ≤30 A |
| Napięcie robocze | ≤24V |
| Tryb pracy | CW |
| Długość wnęki | 900 mm |
| Lustro wyjściowe | T = 20% |
| Temperatura wody | 25±3℃ |
Subskrybuj nasze media społecznościowe, aby otrzymywać szybkie posty
Abstrakcyjny
Popyt na moduły laserowe CW (Continuous Wave) diode-pumped szybko rośnie jako niezbędne źródło pompowania dla laserów półprzewodnikowych. Moduły te oferują wyjątkowe zalety, aby sprostać szczególnym wymaganiom zastosowań laserów półprzewodnikowych. G2 - A Diode Pump Solid State Laser, nowy produkt serii CW Diode Pump firmy LumiSpot Tech, ma szersze pole zastosowań i lepsze możliwości wydajnościowe.
W tym artykule zamieścimy treści skupiające się na zastosowaniach produktu, cechach produktu i zaletach produktu dotyczących lasera półprzewodnikowego CW diode pump. Na końcu artykułu zaprezentuję raport z testu CW DPL firmy Lumispot Tech i nasze szczególne zalety.
Pole aplikacji
Lasery półprzewodnikowe dużej mocy są głównie używane jako źródła pompujące dla laserów półprzewodnikowych. W praktycznych zastosowaniach półprzewodnikowe źródło pompujące diodę laserową jest kluczowe dla optymalizacji technologii laserów półprzewodnikowych pompowanych diodą laserową.
Ten typ lasera wykorzystuje laser półprzewodnikowy o stałej długości fali wyjściowej zamiast tradycyjnej lampy kryptonowej lub ksenonowej do pompowania kryształów. W rezultacie ten ulepszony laser nazywa się 2ndgeneracja lasera pompującego CW (G2-A), który charakteryzuje się wysoką wydajnością, długą żywotnością, dobrą jakością wiązki, dobrą stabilnością, zwartością i miniaturyzacją.
Możliwość pompowania o dużej mocy
Źródło CW Diode Pump oferuje intensywny impuls energii optycznej, skutecznie pompując ośrodek wzmocnienia w laserze półprzewodnikowym, aby uzyskać najlepszą wydajność lasera półprzewodnikowego. Ponadto jego stosunkowo wysoka moc szczytowa (lub średnia moc) umożliwia szerszy zakres zastosowań wprzemysł, medycyna i nauka.
Doskonała wiązka i stabilność
Moduł lasera pompującego CW semiconductor ma wyjątkową jakość wiązki światła, ze stabilnością spontaniczną, co jest kluczowe dla uzyskania kontrolowanego, precyzyjnego wyjścia światła laserowego. Moduły są zaprojektowane tak, aby wytwarzać dobrze zdefiniowany i stabilny profil wiązki, zapewniając niezawodne i spójne pompowanie lasera półprzewodnikowego. Ta cecha doskonale spełnia wymagania zastosowań laserowych w przemysłowym przetwarzaniu materiałów, cięcie laserowei badania i rozwój.
Praca na fali ciągłej
Tryb pracy CW łączy zalety lasera o ciągłej długości fali i lasera impulsowego. Główną różnicą między laserem CW a laserem impulsowym jest moc wyjściowa.CW Laser, znany również jako laser fali ciągłej, charakteryzuje się stabilnym trybem pracy i możliwością wysyłania fali ciągłej.
Kompaktowa i niezawodna konstrukcja
CW DPL można łatwo zintegrować z obecnymlaser półprzewodnikowyw zależności od kompaktowej konstrukcji i struktury. Ich solidna konstrukcja i wysokiej jakości komponenty zapewniają długoterminową niezawodność, minimalizując przestoje i koszty konserwacji, co jest szczególnie ważne w produkcji przemysłowej i procedurach medycznych.
Popyt rynkowy na serię DPL - rosnące możliwości rynkowe
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na lasery półprzewodnikowe w różnych branżach, rośnie również zapotrzebowanie na wydajne źródła pompujące, takie jak moduły laserowe CW diode-pomped. Branże takie jak produkcja, opieka zdrowotna, obrona i badania naukowe polegają na laserach półprzewodnikowych w precyzyjnych zastosowaniach.
Podsumowując, jako źródło pompowania diodowego lasera półprzewodnikowego, cechy produktów: zdolność pompowania o dużej mocy, tryb pracy CW, doskonała jakość i stabilność wiązki oraz kompaktowa konstrukcja zwiększają popyt rynkowy na te moduły laserowe. Jako dostawca, Lumispot Tech wkłada również wiele wysiłku w optymalizację wydajności i technologii stosowanych w serii DPL.
Zestaw produktów G2-A DPL od Lumispot Tech
Każdy zestaw produktów zawiera trzy grupy modułów ułożonych poziomo, przy czym każda grupa modułów ułożonych poziomo ma moc pompowania około 100 W przy 25 A i całkowitą moc pompowania 300 W przy 25 A.
Poniżej pokazano plamkę fluorescencji pompy G2-A:
Główne dane techniczne lasera półprzewodnikowego z pompą diodową G2-A:
Nasza siła w technologiach
1. Technologia zarządzania temperaturą przejściową
Półprzewodnikowe lasery półprzewodnikowe są szeroko stosowane w zastosowaniach quasi-ciągłej fali (CW) o wysokiej szczytowej mocy wyjściowej i w zastosowaniach ciągłej fali (CW) o wysokiej średniej mocy wyjściowej. W tych laserach wysokość radiatora termicznego i odległość między chipami (tj. grubość podłoża i chipa) znacząco wpływają na zdolność rozpraszania ciepła produktu. Większa odległość między chipami skutkuje lepszym rozpraszaniem ciepła, ale zwiększa objętość produktu. Odwrotnie, jeśli odstęp między chipami zostanie zmniejszony, rozmiar produktu zostanie zmniejszony, ale zdolność rozpraszania ciepła produktu może być niewystarczająca. Wykorzystanie najbardziej kompaktowej objętości do zaprojektowania optymalnego półprzewodnikowego lasera półprzewodnikowego, który spełnia wymagania dotyczące rozpraszania ciepła, jest trudnym zadaniem w projektowaniu.
Wykres symulacji termicznej stanu ustalonego
Lumispot Tech stosuje metodę elementów skończonych do symulacji i obliczenia pola temperatury urządzenia. Do symulacji termicznej użyto połączenia symulacji termicznej stanu ustalonego transferu ciepła stałego i symulacji termicznej temperatury cieczy. W przypadku warunków pracy ciągłej, jak pokazano na poniższym rysunku: produkt ma mieć optymalny odstęp i układ chipów w warunkach symulacji termicznej stanu ustalonego transferu ciepła stałego. W tym odstępie i strukturze produkt ma dobrą zdolność rozpraszania ciepła, niską temperaturę szczytową i najbardziej zwartą charakterystykę.
2.Lut AuSnproces enkapsulacji
Lumispot Tech stosuje technikę pakowania, która wykorzystuje lut AnSn zamiast tradycyjnego lutu indowego, aby rozwiązać problemy związane ze zmęczeniem cieplnym, elektromigracją i migracją elektryczno-termiczną powodowaną przez lut indowy. Poprzez przyjęcie lutu AuSn nasza firma ma na celu zwiększenie niezawodności i trwałości produktu. Ta zamiana jest przeprowadzana przy jednoczesnym zapewnieniu stałego odstępu między stosami prętów, co dodatkowo przyczynia się do poprawy niezawodności i żywotności produktu.
W technologii pakowania półprzewodnikowych laserów półprzewodnikowych o dużej mocy, metal indu (In) został przyjęty jako materiał spawalniczy przez większą liczbę międzynarodowych producentów ze względu na jego zalety niskiej temperatury topnienia, niskiego naprężenia spawalniczego, łatwej obsługi oraz dobrego odkształcenia plastycznego i infiltracji. Jednak w przypadku półprzewodnikowych laserów półprzewodnikowych pompowanych w warunkach ciągłej pracy, przemienne naprężenie spowoduje zmęczenie naprężeniowe warstwy spawalniczej indu, co doprowadzi do uszkodzenia produktu. Szczególnie w wysokich i niskich temperaturach oraz długich szerokościach impulsów, wskaźnik awaryjności spawania indem jest bardzo oczywisty.
Porównanie przyspieszonych testów żywotności laserów z różnymi pakietami lutowniczymi
Po 600 godzinach starzenia wszystkie produkty zatopione w lutowiu indowym tracą swoje właściwości, podczas gdy produkty zatopione w lutowiu ze złota działają przez ponad 2000 godzin przy niemal niezmienionej mocy, co odzwierciedla zalety zatopionego w nim AuSn.
Aby poprawić niezawodność laserów półprzewodnikowych dużej mocy, zachowując jednocześnie spójność różnych wskaźników wydajności, Lumispot Tech przyjmuje twardy lut (AuSn) jako nowy rodzaj materiału opakowaniowego. Zastosowanie materiału podłoża dopasowanego do współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE-Matched Submount), skuteczne uwalnianie naprężeń cieplnych, jest dobrym rozwiązaniem problemów technicznych, które mogą wystąpić podczas przygotowywania twardego lutu. Warunkiem koniecznym, aby materiał podłoża (submount) mógł zostać przylutowany do układu półprzewodnikowego, jest metalizacja powierzchni. Metalizacja powierzchni to tworzenie warstwy bariery dyfuzyjnej i warstwy infiltracji lutu na powierzchni materiału podłoża.
Schematyczny diagram mechanizmu elektromigracji lasera zatopionego w lutowiu indowym
Aby poprawić niezawodność laserów półprzewodnikowych dużej mocy, zachowując jednocześnie spójność różnych wskaźników wydajności, Lumispot Tech przyjmuje twardy lut (AuSn) jako nowy rodzaj materiału opakowaniowego. Zastosowanie materiału podłoża dopasowanego do współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE-Matched Submount), skuteczne uwalnianie naprężeń cieplnych, jest dobrym rozwiązaniem problemów technicznych, które mogą wystąpić podczas przygotowywania twardego lutu. Warunkiem koniecznym, aby materiał podłoża (submount) mógł zostać przylutowany do układu półprzewodnikowego, jest metalizacja powierzchni. Metalizacja powierzchni to tworzenie warstwy bariery dyfuzyjnej i warstwy infiltracji lutu na powierzchni materiału podłoża.
Jego celem jest z jednej strony zablokowanie dyfuzji lutu do materiału podłoża, z drugiej strony wzmocnienie lutu za pomocą zdolności spawalniczej materiału podłoża, aby zapobiec warstwie lutu wnęki. Metalizacja powierzchni może również zapobiec utlenianiu powierzchni materiału podłoża i wnikaniu wilgoci, zmniejszyć rezystancję styku w procesie spawania, a tym samym poprawić wytrzymałość spawania i niezawodność produktu. Zastosowanie twardego lutu AuSn jako materiału spawalniczego do półprzewodnikowych laserów półprzewodnikowych pompowanych może skutecznie uniknąć zmęczenia naprężeniowego indu, utleniania i migracji elektrotermicznej oraz innych defektów, znacznie poprawiając niezawodność laserów półprzewodnikowych, a także żywotność lasera. Zastosowanie technologii enkapsulacji złota i cyny może przezwyciężyć problemy elektromigracji i migracji elektrotermicznej lutu indowego.
Rozwiązanie od Lumispot Tech
W laserach ciągłych lub impulsowych ciepło generowane przez absorpcję promieniowania pompującego przez ośrodek laserowy i zewnętrzne chłodzenie ośrodka prowadzi do nierównomiernego rozkładu temperatury wewnątrz ośrodka laserowego, co skutkuje gradientami temperatury, powodując zmiany współczynnika załamania światła ośrodka, a następnie wytwarzając różne efekty termiczne. Osadzanie termiczne wewnątrz ośrodka wzmocnienia prowadzi do efektu soczewkowania termicznego i efektu dwójłomności indukowanej termicznie, co powoduje pewne straty w układzie laserowym, wpływając na stabilność lasera w jamie i jakość wiązki wyjściowej. W układzie laserowym pracującym w sposób ciągły naprężenie termiczne w ośrodku wzmocnienia zmienia się wraz ze wzrostem mocy pompy. Różne efekty termiczne w układzie poważnie wpływają na cały układ laserowy, aby uzyskać lepszą jakość wiązki i wyższą moc wyjściową, co jest jednym z problemów do rozwiązania. Jak skutecznie hamować i łagodzić efekt termiczny kryształów w procesie roboczym, naukowcy byli zaniepokojeni przez długi czas, stało się to jednym z aktualnych gorących punktów badawczych.
Laser Nd:YAG z komorą soczewki termicznej
W projekcie rozwoju laserów Nd:YAG pompowanych LD o dużej mocy rozwiązano problem laserów Nd:YAG z wnęką soczewkowania termicznego, dzięki czemu moduł może uzyskiwać dużą moc przy jednoczesnym uzyskiwaniu wysokiej jakości wiązki.
W ramach projektu mającego na celu opracowanie lasera Nd:YAG pompowanego LD o dużej mocy, firma Lumispot Tech opracowała moduł G2-A, który w znacznym stopniu rozwiązuje problem niskiej mocy wynikającej z zastosowania wnęk zawierających soczewki termiczne, umożliwiając modułowi uzyskanie dużej mocy przy wysokiej jakości wiązki.
Czas publikacji: 24-07-2023