| Zapouzdřovací pájka Diodové laserové tyče | Baleno AuSn |
| Centrální vlnová délka | 1064 nm |
| Výstupní výkon | ≥55 W |
| Provozní proud | ≤30 A |
| Provozní napětí | ≤24V |
| Pracovní režim | CW |
| Délka dutiny | 900 mm |
| Výstupní zrcadlo | T = 20 % |
| Teplota vody | 25±3 °C |
Přihlaste se k odběru našich sociálních médií pro rychlé zveřejnění
Abstraktní
Poptávka po CW (Continuous Wave) diodově buzených laserových modulech rapidně roste jakožto základní zdroj buzení pro pevnolátkové lasery. Tyto moduly nabízejí jedinečné výhody pro splnění specifických požadavků aplikací pevnolátkových laserů. G2 - diodový pumpovací pevnolátkový laser, nový produkt řady CW diodových pump od společnosti LumiSpot Tech, má širší oblast použití a lepší výkon.
V tomto článku se budeme zabývat aplikacemi, vlastnostmi a výhodami kontinuálně generovaného diodového laseru s pevným skupenstvím. Na konci článku uvedu zkušební protokol kontinuálně generovaného laseru s diodovým čerpadlem od společnosti Lumispot Tech a jeho speciální výhody.
Oblast použití
Vysoce výkonné polovodičové lasery se používají hlavně jako zdroje buzení pro pevnolátkové lasery. V praktických aplikacích je klíčem k optimalizaci technologie pevnolátkových laserů buzených laserovou diodou polovodičový zdroj buzení.
Tento typ laseru využívá k buzení krystalů polovodičový laser s pevnou vlnovou délkou místo tradiční kryptonové nebo xenonové výbojky. V důsledku toho se tento vylepšený laser nazývá 2.ndgenerace kontinuálního čerpacího laseru (G2-A), který se vyznačuje vysokou účinností, dlouhou životností, dobrou kvalitou paprsku, dobrou stabilitou, kompaktností a miniaturizací.
Vysoce výkonné čerpací schopnosti
CW diodový čerpací zdroj nabízí intenzivní dávku optické energie, efektivně pumpuje zesilovací médium v pevnolátkovém laseru a dosahuje tak nejlepšího výkonu pevnolátkového laseru. Jeho relativně vysoký špičkový výkon (nebo průměrný výkon) také umožňuje širší škálu aplikací v...průmysl, medicína a věda.
Vynikající paprsek a stabilita
Modul kontinuálního polovodičového laseru se vyznačuje vynikající kvalitou světelného paprsku se spontánní stabilitou, což je klíčové pro dosažení řiditelného a přesného laserového výstupu. Moduly jsou navrženy tak, aby produkovaly dobře definovaný a stabilní profil paprsku, což zajišťuje spolehlivé a konzistentní čerpání pevnolátkového laseru. Tato vlastnost dokonale splňuje požadavky laserových aplikací v průmyslovém zpracování materiálů. laserové řezánía výzkum a vývoj.
Provoz s kontinuální vlnou
Pracovní režim CW kombinuje výhody laseru s kontinuální vlnovou délkou a pulzního laseru. Hlavní rozdíl mezi CW laserem a pulzním laserem je výstupní výkon.CW Laser, známý také jako laser s kontinuální vlnou, má vlastnosti stabilního pracovního režimu a schopnosti vysílat kontinuální vlnu.
Kompaktní a spolehlivý design
CW DPL lze snadno integrovat do stávajícíhopevnolátkový laserv závislosti na kompaktním designu a struktuře. Jejich robustní konstrukce a vysoce kvalitní komponenty zajišťují dlouhodobou spolehlivost, minimalizují prostoje a náklady na údržbu, což je obzvláště důležité v průmyslové výrobě a lékařských postupech.
Tržní poptávka po sérii DPL - Rostoucí tržní příležitosti
S rostoucí poptávkou po pevnolátkových laserech v různých odvětvích roste i potřeba vysoce výkonných čerpacích zdrojů, jako jsou například kontinuálně buzené diodové laserové moduly. Odvětví jako výroba, zdravotnictví, obrana a vědecký výzkum se spoléhají na pevnolátkové lasery pro přesné aplikace.
Stručně řečeno, jakožto diodový zdroj buzení pro pevnolátkový laser, vlastnosti produktů: vysoký výkon buzení, provozní režim CW, vynikající kvalita a stabilita paprsku a kompaktní konstrukce zvyšují poptávku po těchto laserových modulech na trhu. Jako dodavatel společnost Lumispot Tech také vynakládá velké úsilí na optimalizaci výkonu a technologií použitých v řadě DPL.
Sada produktů G2-A DPL od společnosti Lumispot Tech
Každá sada produktů obsahuje tři skupiny horizontálně naskládaných modulů pole, přičemž každá skupina modulů horizontálně naskládaného pole má čerpací výkon přibližně 100 W při 25 A a celkový čerpací výkon 300 W při 25 A.
Fluorescenční skvrna pumpy G2-A je znázorněna níže:
Hlavní technické údaje laseru s diodovým čerpadlem G2-A v pevné fázi:
Naše síla v technologiích
1. Technologie přechodového tepelného řízení
Polovodičové pájené lasery v pevné fázi se široce používají pro aplikace s kvazikontinuální vlnou (CW) s vysokým špičkovým výkonem a pro aplikace s kontinuální vlnou (CW) s vysokým průměrným výkonem. U těchto laserů výška tepelné jímky a vzdálenost mezi čipy (tj. tloušťka substrátu a čipu) významně ovlivňují schopnost odvádění tepla produktu. Větší vzdálenost mezi čipy vede k lepšímu odvádění tepla, ale zvětšuje objem produktu. Naopak, pokud se zmenší rozteč čipů, zmenší se velikost produktu, ale schopnost odvádění tepla produktu nemusí být dostatečná. Využití co nejmenšího objemu pro návrh optimálního polovodičového pájeného laseru v pevné fázi, který splňuje požadavky na odvod tepla, je při návrhu obtížným úkolem.
Graf ustálené tepelné simulace
Společnost Lumispot Tech používá metodu konečných prvků k simulaci a výpočtu teplotního pole zařízení. Pro tepelnou simulaci se používá kombinace tepelné simulace přenosu tepla v ustáleném stavu v pevných látkách a tepelné simulace teploty kapalin. Pro podmínky nepřetržitého provozu, jak je znázorněno na obrázku níže, se navrhuje, aby produkt měl optimální rozteč a uspořádání čipů za podmínek tepelné simulace přenosu tepla v ustáleném stavu v pevných látkách. Za těchto roztečí a struktury má produkt dobrou schopnost odvádět teplo, nízkou špičkovou teplotu a nejkompaktnější vlastnosti.
2.Pájka AuSnproces zapouzdření
Společnost Lumispot Tech využívá techniku balení, která využívá pájku AnSn namísto tradiční indiové pájky k řešení problémů souvisejících s tepelnou únavou, elektromigrací a elektrotepelnou migrací způsobenou indiovou pájkou. Použitím pájky AuSn si naše společnost klade za cíl zvýšit spolehlivost a životnost produktů. Tato náhrada se provádí při zajištění konstantní rozteče svazků tyčí, což dále přispívá ke zlepšení spolehlivosti a životnosti produktů.
V technologii balení vysoce výkonných polovodičových buzených pevnolátkových laserů je indium (In) kovový svařovací materiál přijat stále více mezinárodními výrobci díky svým výhodám, jako je nízký bod tání, nízké svařovací napětí, snadná obsluha a dobrá plastická deformace a infiltrace. U polovodičových buzených pevnolátkových laserů však v nepřetržitém provozu způsobuje střídavé napětí únavu indiové svařovací vrstvy, což vede k selhání výrobku. Zejména při vysokých a nízkých teplotách a dlouhých pulsech je míra selhání indiového svařování velmi zřejmá.
Porovnání zrychlených životních testů laserů s různými pájecími balíčky
Po 600 hodinách stárnutí selhávají všechny výrobky zapouzdřené indiovou pájkou, zatímco výrobky zapouzdřené zlatým cínem fungují více než 2 000 hodin téměř beze změny výkonu, což odráží výhody zapouzdření AuSn.
Aby se zlepšila spolehlivost vysoce výkonných polovodičových laserů a zároveň se zachovala konzistence různých výkonnostních ukazatelů, společnost Lumispot Tech používá tvrdou pájku (AuSn) jako nový typ obalového materiálu. Použití substrátového materiálu s odpovídajícím koeficientem tepelné roztažnosti (CTE-Matched Submount) efektivně uvolňuje tepelné pnutí a představuje dobré řešení technických problémů, které se mohou vyskytnout při přípravě tvrdé pájky. Nezbytnou podmínkou pro to, aby bylo možné substrátový materiál (submount) připájet k polovodičovému čipu, je povrchová metalizace. Povrchová metalizace je vytvoření vrstvy difuzní bariéry a vrstvy infiltrace pájky na povrchu substrátového materiálu.
Schéma elektromigračního mechanismu laseru zapouzdřeného v indiové pájce
Aby se zlepšila spolehlivost vysoce výkonných polovodičových laserů a zároveň se zachovala konzistence různých výkonnostních ukazatelů, společnost Lumispot Tech používá tvrdou pájku (AuSn) jako nový typ obalového materiálu. Použití substrátového materiálu s odpovídajícím koeficientem tepelné roztažnosti (CTE-Matched Submount) efektivně uvolňuje tepelné pnutí a představuje dobré řešení technických problémů, které se mohou vyskytnout při přípravě tvrdé pájky. Nezbytnou podmínkou pro to, aby bylo možné substrátový materiál (submount) připájet k polovodičovému čipu, je povrchová metalizace. Povrchová metalizace je vytvoření vrstvy difuzní bariéry a vrstvy infiltrace pájky na povrchu substrátového materiálu.
Jeho účelem je na jedné straně blokovat difuzi pájky k materiálu substrátu a na druhé straně posílit pájku svařovací schopností materiálu substrátu a zabránit pronikání vrstvy pájky do dutiny. Povrchová metalizace může také zabránit oxidaci povrchu materiálu substrátu a pronikání vlhkosti, snížit kontaktní odpor během svařovacího procesu a tím zlepšit pevnost svaru a spolehlivost výrobku. Použití tvrdé pájky AuSn jako svařovacího materiálu pro polovodičové buzené lasery v pevné fázi může účinně zabránit únavě india z napětí, oxidaci a elektrotermické migraci a dalším vadám, čímž se výrazně zlepší spolehlivost polovodičových laserů a také jejich životnost. Použití technologie zapouzdření zlata a cínu může překonat problémy s elektromigrací a elektrotermickou migrací indiové pájky.
Řešení od Lumispot Tech
U kontinuálních nebo pulzních laserů vede teplo generované absorpcí čerpacího záření laserovým médiem a vnějším ochlazováním média k nerovnoměrnému rozložení teploty uvnitř laserového média, což má za následek teplotní gradienty, které způsobují změny indexu lomu média a následně vyvolávají různé tepelné efekty. Tepelná depozice uvnitř zesilovacího média vede k tepelnému čočkovému efektu a tepelně indukovanému dvojlomu, což způsobuje určité ztráty v laserovém systému a ovlivňuje stabilitu laseru v dutině a kvalitu výstupního paprsku. V kontinuálně běžícím laserovém systému se tepelné napětí v zesilovacím médiu mění se zvyšujícím se výkonem čerpadla. Různé tepelné efekty v systému vážně ovlivňují celý laserový systém a dosahují lepší kvality paprsku a vyššího výstupního výkonu, což je jeden z problémů, které je třeba vyřešit. Vědci se již dlouhou dobu zabývají otázkou, jak účinně potlačit a zmírnit tepelný účinek krystalů v pracovním procesu, a to se stalo jedním z aktuálních výzkumných témat.
Nd:YAG laser s termální čočkovou dutinou
V projektu vývoje vysoce výkonných Nd:YAG laserů s LD buzením byly řešeny Nd:YAG lasery s tepelnou čočkovou dutinou, takže modul může dosáhnout vysokého výkonu a zároveň vysoké kvality paprsku.
V rámci projektu vývoje vysoce výkonného Nd:YAG laseru s LD buzením vyvinula společnost Lumispot Tech modul G2-A, který výrazně řeší problém nižšího výkonu způsobeného dutinami obsahujícími tepelné čočky, a umožňuje modulu dosáhnout vysokého výkonu s vysokou kvalitou paprsku.
Čas zveřejnění: 24. července 2023