| Zapuzdrovacia spájka Diódové laserové tyče | Balené AuSn |
| Centrálna vlnová dĺžka | 1064 nm |
| Výstupný výkon | ≥55 W |
| Pracovný prúd | ≤30 A |
| Pracovné napätie | ≤24V |
| Pracovný režim | CW |
| Dĺžka dutiny | 900 mm |
| Výstupné zrkadlo | T = 20 % |
| Teplota vody | 25 ± 3 ℃ |
Prihláste sa na odber našich sociálnych médií a získajte rýchle príspevky
Abstrakt
Dopyt po CW (Continuous Wave) diódovo čerpaných laserových moduloch rýchlo rastie ako po základnom čerpacom zdroji pre pevnolátkové lasery. Tieto moduly ponúkajú jedinečné výhody na splnenie špecifických požiadaviek aplikácií pevnolátkových laserov. G2 - Diódový čerpací laser pevnolátkového typu, nový produkt série CW diódových čerpadiel od spoločnosti LumiSpot Tech, má širšie pole použitia a lepšie výkonové schopnosti.
V tomto článku uvediem obsah zameraný na aplikácie produktu, vlastnosti produktu a výhody produktu týkajúceho sa CW diódového čerpacieho laseru v pevnej fáze. Na konci článku predvediem protokol o testovaní CW DPL od spoločnosti Lumispot Tech a naše špeciálne výhody.
Oblasť použitia
Vysokovýkonné polovodičové lasery sa používajú hlavne ako zdroje čerpania pre tuhé lasery. V praktických aplikáciách je zdroj čerpania polovodičovou laserovou diódou kľúčom k optimalizácii technológie tuhých laserov čerpaných laserovou diódou.
Tento typ laseru využíva na čerpanie kryštálov polovodičový laser s pevnou vlnovou dĺžkou namiesto tradičnej kryptónovej alebo xenónovej výbojky. V dôsledku toho sa tento vylepšený laser nazýva 2.ndgenerácia kontinuálneho čerpacieho lasera (G2-A), ktorý sa vyznačuje vysokou účinnosťou, dlhou životnosťou, dobrou kvalitou lúča, dobrou stabilitou, kompaktnosťou a miniaturizáciou.
Vysokovýkonná čerpacia schopnosť
CW diódový čerpací zdroj ponúka intenzívny impulz optickej energie, čím efektívne pumpuje zosilňovacie médium v pevnolátkovom lasere a dosahuje tak najlepší výkon pevnolátkového laseru. Jeho relatívne vysoký špičkový výkon (alebo priemerný výkon) tiež umožňuje širšiu škálu aplikácií v...priemysel, medicína a veda.
Vynikajúci lúč a stabilita
Modul kontinuálneho čerpacieho laseru s polovodičovým laserom má vynikajúcu kvalitu svetelného lúča so spontánnou stabilitou, čo je kľúčové pre dosiahnutie kontrolovateľného a presného laserového výstupu. Moduly sú navrhnuté tak, aby produkovali dobre definovaný a stabilný profil lúča, čím sa zabezpečí spoľahlivé a konzistentné čerpanie laseru z pevnej fázy. Táto vlastnosť dokonale spĺňa požiadavky laserových aplikácií v priemyselnom spracovaní materiálov. laserové rezaniea výskum a vývoj.
Prevádzka s kontinuálnou vlnou
Pracovný režim CW kombinuje výhody lasera s kontinuálnou vlnovou dĺžkou a pulzného lasera. Hlavný rozdiel medzi CW laserom a pulzným laserom je výstupný výkon.CW Laser, známy aj ako laser s kontinuálnou vlnou, sa vyznačuje stabilným pracovným režimom a schopnosťou vysielať kontinuálnu vlnu.
Kompaktný a spoľahlivý dizajn
CW DPL sa dá ľahko integrovať do súčasnéhotuhý laserv závislosti od kompaktného dizajnu a štruktúry. Ich robustná konštrukcia a vysoko kvalitné komponenty zabezpečujú dlhodobú spoľahlivosť, minimalizujú prestoje a náklady na údržbu, čo je obzvlášť dôležité v priemyselnej výrobe a lekárskych postupoch.
Trhový dopyt po sérii DPL - rastúce trhové príležitosti
S rastúcim dopytom po pevnolátkových laseroch v rôznych odvetviach rastie aj potreba vysokovýkonných čerpacích zdrojov, ako sú napríklad kontinuálne diódové laserové moduly. Odvetvia ako výroba, zdravotníctvo, obrana a vedecký výskum sa spoliehajú na pevnolátkové lasery pre presné aplikácie.
Stručne povedané, ako diódový čerpací zdroj pevnolátkového laseru, vlastnosti produktov: vysoký čerpací výkon, prevádzkový režim CW, vynikajúca kvalita a stabilita lúča a kompaktná konštrukcia zvyšujú dopyt po týchto laserových moduloch na trhu. Ako dodávateľ, spoločnosť Lumispot Tech tiež vynakladá veľké úsilie na optimalizáciu výkonu a technológií použitých v sérii DPL.
Sada produktov G2-A DPL od spoločnosti Lumispot Tech
Každá sada produktov obsahuje tri skupiny horizontálne naskladaných modulov poľa, pričom každá skupina modulov horizontálne naskladaného poľa má čerpací výkon približne 100 W pri 25 A a celkový čerpací výkon 300 W pri 25 A.
Fluorescenčná škvrna pumpy G2-A je zobrazená nižšie:
Hlavné technické údaje laseru s diódovým čerpadlom G2-A v pevnej fáze:
Naša silná stránka v technológiách
1. Technológia prechodného tepelného manažmentu
Polovodičové lasery v pevnej fáze sa široko používajú pre aplikácie s kvázikontinuálnou vlnou (CW) s vysokým špičkovým výstupným výkonom a aplikácie s kontinuálnou vlnou (CW) s vysokým priemerným výstupným výkonom. V týchto laseroch výška tepelného odvodu a vzdialenosť medzi čipmi (t. j. hrúbka substrátu a čipu) významne ovplyvňujú schopnosť odvádzať teplo produktu. Väčšia vzdialenosť medzi čipmi vedie k lepšiemu odvádzaniu tepla, ale zvyšuje objem produktu. Naopak, ak sa zmenší rozostup čipov, veľkosť produktu sa zníži, ale schopnosť odvádzať teplo produktu môže byť nedostatočná. Využitie čo najkompaktnejšieho objemu na návrh optimálneho polovodičového laseru v pevnej fáze, ktorý spĺňa požiadavky na odvádzanie tepla, je pri návrhu náročnou úlohou.
Graf tepelnej simulácie v ustálenom stave
Spoločnosť Lumispot Tech používa metódu konečných prvkov na simuláciu a výpočet teplotného poľa zariadenia. Na tepelnú simuláciu sa používa kombinácia tepelnej simulácie prenosu tepla v ustálenom stave v tuhých látkach a tepelnej simulácie teploty kvapaliny. Pre podmienky nepretržitej prevádzky, ako je znázornené na obrázku nižšie: sa navrhuje, aby mal produkt optimálny rozstup a usporiadanie čipov za podmienok tepelnej simulácie prenosu tepla v ustálenom stave v tuhých látkach. Pri tomto rozstupe a štruktúre má produkt dobrú schopnosť odvádzať teplo, nízku špičkovú teplotu a najkompaktnejšie vlastnosti.
2.AuSn spájkaproces zapuzdrenia
Spoločnosť Lumispot Tech využíva techniku balenia, ktorá využíva spájku AnSn namiesto tradičnej indiovej spájky na riešenie problémov súvisiacich s tepelnou únavou, elektromigráciou a elektricko-tepelnou migráciou spôsobenou indiovou spájkou. Použitím spájky AuSn sa naša spoločnosť snaží zvýšiť spoľahlivosť a životnosť produktu. Táto náhrada sa vykonáva pri zabezpečovaní konštantných rozstupov medzi stohmi tyčí, čo ďalej prispieva k zlepšeniu spoľahlivosti a životnosti produktu.
V technológii balenia vysokovýkonných polovodičových čerpaných pevnolátkových laserov si stále viac medzinárodných výrobcov osvojilo kovové indium (In) ako zvárací materiál vďaka jeho výhodám nízkeho bodu topenia, nízkeho zváracieho napätia, jednoduchej obsluhy a dobrej plastickej deformácie a infiltrácie. Avšak pri polovodičových čerpaných pevnolátkových laseroch v podmienkach nepretržitej prevádzky spôsobuje striedavé napätie únavu zváranej vrstvy india, čo vedie k poruche výrobku. Najmä pri vysokých a nízkych teplotách a dlhých dĺžkach impulzov je miera zlyhania zvárania indiom veľmi zrejmá.
Porovnanie zrýchlených životných testov laserov s rôznymi spájkovacími balíkmi
Po 600 hodinách starnutia všetky výrobky zapuzdrené indiovou spájkou zlyhajú, zatiaľ čo výrobky zapuzdrené zlatým cínom pracujú viac ako 2 000 hodín takmer bez zmeny výkonu, čo odráža výhody zapuzdrenia AuSn.
Aby sa zlepšila spoľahlivosť vysokovýkonných polovodičových laserov a zároveň sa zachovala konzistentnosť rôznych výkonnostných ukazovateľov, spoločnosť Lumispot Tech používa tvrdú spájku (AuSn) ako nový typ obalového materiálu. Použitie substrátového materiálu s prispôsobeným koeficientom tepelnej rozťažnosti (CTE-Matched Submount) zabezpečuje efektívne uvoľnenie tepelného napätia a je dobrým riešením technických problémov, ktoré sa môžu vyskytnúť pri príprave tvrdej spájky. Nevyhnutnou podmienkou pre to, aby sa substrátový materiál (submount) mohol spájkovať s polovodičovým čipom, je povrchová metalizácia. Povrchová metalizácia je vytvorenie vrstvy difúznej bariéry a vrstvy infiltrácie spájky na povrchu substrátového materiálu.
Schematický diagram mechanizmu elektromigrácie laseru zapuzdreného v indiovej spájke
Aby sa zlepšila spoľahlivosť vysokovýkonných polovodičových laserov a zároveň sa zachovala konzistentnosť rôznych výkonnostných ukazovateľov, spoločnosť Lumispot Tech používa tvrdú spájku (AuSn) ako nový typ obalového materiálu. Použitie substrátového materiálu s prispôsobeným koeficientom tepelnej rozťažnosti (CTE-Matched Submount) zabezpečuje efektívne uvoľnenie tepelného napätia a je dobrým riešením technických problémov, ktoré sa môžu vyskytnúť pri príprave tvrdej spájky. Nevyhnutnou podmienkou pre to, aby sa substrátový materiál (submount) mohol spájkovať s polovodičovým čipom, je povrchová metalizácia. Povrchová metalizácia je vytvorenie vrstvy difúznej bariéry a vrstvy infiltrácie spájky na povrchu substrátového materiálu.
Jeho účelom je na jednej strane blokovať difúziu spájky do substrátového materiálu a na druhej strane posilniť spájku vďaka zváracej schopnosti substrátu, aby sa zabránilo prenikaniu vrstvy spájky do dutiny. Povrchová metalizácia môže tiež zabrániť oxidácii povrchu substrátu a prenikaniu vlhkosti, znížiť kontaktný odpor počas zvárania a tým zlepšiť pevnosť zvaru a spoľahlivosť produktu. Použitie tvrdej spájky AuSn ako zváracieho materiálu pre polovodičové čerpané lasery v pevnej fáze môže účinne zabrániť únave india z napätia, oxidácii a elektrotermickej migrácii a iným chybám, čím sa výrazne zlepšuje spoľahlivosť polovodičových laserov, ako aj životnosť lasera. Použitie technológie zapuzdrenia zlata a cínu môže prekonať problémy s elektromigráciou a elektrotermickou migráciou indiovej spájky.
Riešenie od spoločnosti Lumispot Tech
V kontinuálnych alebo pulzných laseroch vedie teplo generované absorpciou čerpacieho žiarenia laserovým médiom a vonkajšie ochladzovanie média k nerovnomernému rozloženiu teploty vo vnútri laserového média, čo má za následok teplotné gradienty, ktoré spôsobujú zmeny indexu lomu média a následne vytvárajú rôzne tepelné efekty. Tepelná depozícia vo vnútri zosilňovacieho média vedie k tepelnému šošovkovému efektu a tepelne indukovanému dvojlomu, čo spôsobuje určité straty v laserovom systéme a ovplyvňuje stabilitu laseru v dutine a kvalitu výstupného lúča. V kontinuálne bežiacom laserovom systéme sa tepelné napätie v zosilňovacom médiu mení so zvyšujúcim sa výkonom čerpadla. Rôzne tepelné efekty v systéme vážne ovplyvňujú celý laserový systém, čím sa dosahuje lepšia kvalita lúča a vyšší výstupný výkon, čo je jeden z problémov, ktoré treba vyriešiť. Vedci sa už dlho trápia tým, ako účinne potlačiť a zmierniť tepelný účinok kryštálov v pracovnom procese, a to sa stalo jedným z aktuálnych výskumných problémov.
Nd:YAG laser s tepelnou šošovkovou dutinou
V projekte vývoja vysokovýkonných Nd:YAG laserov s LD čerpaním boli riešené Nd:YAG lasery s tepelnou šošovkovou dutinou, aby modul mohol dosiahnuť vysoký výkon a zároveň vysokú kvalitu lúča.
V rámci projektu vývoja vysokovýkonného Nd:YAG laseru s LD čerpaním vyvinula spoločnosť Lumispot Tech modul G2-A, ktorý výrazne rieši problém nižšieho výkonu spôsobeného dutinami obsahujúcimi tepelné šošovky, čo umožňuje modulu dosiahnuť vysoký výkon s vysokou kvalitou lúča.
Čas uverejnenia: 24. júla 2023