| Indkapsling Lodde af Diode Laser Bar Stacks | AuSn pakket |
| Central bølgelængde | 1064nm |
| Udgangseffekt | ≥55W |
| Arbejdsstrøm | ≤30 A |
| Arbejdsspænding | ≤24V |
| Arbejdstilstand | CW |
| Kavitets længde | 900 mm |
| Udgangsspejl | T = 20 % |
| Vandtemperatur | 25±3℃ |
Abonner på vores sociale medier for et hurtigt indlæg
Abstrakt
Efterspørgslen efter CW (Continuous Wave) diodepumpede lasermoduler stiger hurtigt som en vigtig pumpekilde til solid-state lasere. Disse moduler tilbyder unikke fordele for at opfylde de specifikke krav til solid-state laserapplikationer. G2 - En Diode Pump Solid State Laser, det nye produkt i CW Diode Pump Series fra LumiSpot Tech, har et bredere anvendelsesområde og bedre ydeevne.
I denne artikel vil vi inkludere indhold med fokus på produktapplikationer, produktfunktioner og produktfordele vedrørende CW diodepumpens solid-state laser. I slutningen af artiklen vil jeg demonstrere testrapporten af CW DPL fra Lumispot Tech og vores særlige fordele.
Ansøgningsfeltet
Halvlederlasere med høj effekt bruges hovedsageligt som pumpekilder til solid-state lasere. I praktiske applikationer er en halvlederlaserdiodepumpekilde nøglen til at optimere den laserdiodepumpede solid-state laserteknologi.
Denne type laser bruger en halvlederlaser med en fast bølgelængdeoutput i stedet for den traditionelle Krypton- eller Xenon-lampe til at pumpe krystallerne. Som et resultat kaldes denne opgraderede laser 2ndgeneration af CW pumpelaser (G2-A), som har karakteristika af høj effektivitet, lang levetid, god strålekvalitet, god stabilitet, kompaktitet og miniaturisering.
Højeffekts pumpeevne
CW Diode Pump Source tilbyder et intenst udbrud af optisk energihastighed, der effektivt pumper forstærkningsmediet i solid-state laseren for at opnå den bedste ydeevne af solid state laseren. Dens relativt høje spidseffekt (eller gennemsnitseffekt) muliggør også en bredere vifte af applikationer iindustri, medicin og videnskab.
Fremragende stråle og stabilitet
CW halvlederpumpende lasermodul har den enestående kvalitet af en lysstråle, med stabilitet spontant, hvilket er afgørende for at realisere det kontrollerbare præcise laserlysoutput. Modulerne er designet til at producere en veldefineret og stabil stråleprofil, der sikrer pålidelig og ensartet pumpning af solid-state laseren. Denne funktion opfylder perfekt kravene til laseranvendelse i industriel materialebehandling, laserskæringog R&D.
Kontinuerlig bølgedrift
CW-arbejdstilstanden kombinerer både fordelene ved kontinuerlig bølgelængdelaser og pulserende laser. Den største forskel mellem CW Laser og en Pulseret laser er effektudgangen.CW laser, som også er kendt som en kontinuerlig bølgelaser, har karakteristika af en stabil arbejdstilstand og evnen til at sende en kontinuerlig bølge.
Kompakt og pålideligt design
CW DPL kan nemt integreres i strømmensolid-state laserafhængigt af det kompakte design og struktur. Deres robuste konstruktion og komponenter af høj kvalitet sikrer langsigtet pålidelighed, minimerer nedetid og vedligeholdelsesomkostninger, hvilket er særligt vigtigt i industriel fremstilling og medicinske procedurer.
Markedsefterspørgslen i serien af DPL - Voksende markedsmuligheder
Efterhånden som efterspørgslen efter solid-state lasere fortsætter med at udvide sig på tværs af forskellige industrier, vokser behovet for højtydende pumpekilder, såsom CW diodepumpede lasermoduler. Industrier som fremstilling, sundhedspleje, forsvar og videnskabelig forskning er afhængige af solid-state lasere til præcisionsanvendelser.
For at opsummere, som diodepumpekilden til faststoflaseren, øger produkternes egenskaber: højeffektpumpeevne, CW-driftstilstand, fremragende strålekvalitet og stabilitet og kompakt struktureret design, markedsefterspørgslen i disse laser moduler. Som leverandør lægger Lumispot Tech også mange kræfter i at optimere ydeevnen og teknologierne anvendt i DPL-serien.
Produktpakkesæt med G2-A DPL fra Lumispot Tech
Hvert sæt produkter indeholder tre grupper af horisontalt stablede array-moduler, hver gruppe af Horizontal Stacked Array-moduler pumpeeffekt på omkring 100W@25A og en samlet pumpeeffekt på 300W@25A.
G2-A pumpens fluorescensplet er vist nedenfor:
De vigtigste tekniske data for G2-A Diode Pump Solid State Laser:
Vores styrke inden for teknologier
1. Transient Thermal Management Technology
Halvlederpumpede solid-state lasere bruges i vid udstrækning til quasi-kontinuerlige bølge (CW) applikationer med høj spidseffekt og kontinuerlig bølge (CW) applikationer med høj gennemsnitlig effekt. I disse lasere har højden af den termiske synke og afstanden mellem chips (dvs. tykkelsen af substratet og chippen) væsentlig indflydelse på produktets varmeafledningsevne. En større spån-til-spån-afstand resulterer i bedre varmeafledning, men øger produktvolumen. Omvendt, hvis spånafstanden reduceres, vil produktstørrelsen blive reduceret, men produktets varmeafledningsevne kan være utilstrækkelig. At udnytte det mest kompakte volumen til at designe en optimal halvlederpumpet solid-state laser, der opfylder kravene til varmeafledning, er en vanskelig opgave i designet.
Graf over den konstante termiske simulering
Lumispot Tech anvender finite element-metoden til at simulere og beregne enhedens temperaturfelt. En kombination af fast varmeoverførsel steady-state termisk simulering og væsketemperatur termisk simulering bruges til termisk simulering. For kontinuerlige driftsforhold, som vist i nedenstående figur: produktet foreslås at have den optimale spånafstand og arrangement under de faste varmeoverførende steady-state termiske simuleringsbetingelser. Under denne afstand og struktur har produktet god varmeafledningsevne, lav spidstemperatur og den mest kompakte egenskab.
2.AuSn loddeindkapslingsproces
Lumispot Tech anvender en pakketeknik, der anvender AnSn-loddemetal i stedet for traditionel indium-lodning til at løse problemer relateret til termisk træthed, elektromigration og elektrisk-termisk migration forårsaget af indium-lodde. Ved at anvende AuSn-loddemiddel sigter vores virksomhed mod at forbedre produktets pålidelighed og levetid. Denne substitution udføres samtidig med, at der sikres konstant afstand mellem stangstablerne, hvilket yderligere bidrager til forbedringen af produktets pålidelighed og levetid.
I emballeringsteknologien for højeffekt halvlederpumpet faststoflaser er indium (In) metal blevet vedtaget som svejsemateriale af flere internationale producenter på grund af dets fordele ved lavt smeltepunkt, lav svejsespænding, nem betjening og god plast deformation og infiltration. For halvlederpumpede solid state-lasere under anvendelsesbetingelser med kontinuerlig drift vil den vekslende spænding imidlertid forårsage spændingstræthed af indiumsvejselaget, hvilket vil føre til produktfejl. Især ved høje og lave temperaturer og lange pulsbredder er fejlraten ved indiumsvejsning meget tydelig.
Sammenligning af accelererede levetidstest af lasere med forskellige loddepakker
Efter 600 timers ældning svigter alle produkter indkapslet med indiumlodde; mens produkterne indkapslet med guldtin virker i mere end 2.000 timer uden næsten ingen ændring i kraft; afspejler fordelene ved AuSn-indkapsling.
For at forbedre pålideligheden af højtydende halvlederlasere og samtidig bevare konsistensen af forskellige ydeevneindikatorer, anvender Lumispot Tech Hard Solder (AuSn) som en ny type emballagemateriale. Brugen af termisk ekspansionskoefficient matchet substratmateriale (CTE-Matched Submount), effektiv frigivelse af termisk spænding, en god løsning på de tekniske problemer, der kan opstå ved fremstilling af hårdlodde. En nødvendig betingelse for at underlagsmaterialet (submount) kan loddes til halvlederchippen er overflademetallisering. Overflademetallisering er dannelsen af et lag af diffusionsbarriere og loddeinfiltrationslag på overfladen af substratmaterialet.
Skematisk diagram af elektromigreringsmekanismen af en laser indkapslet i indiumlodde
For at forbedre pålideligheden af højtydende halvlederlasere og samtidig bevare konsistensen af forskellige ydeevneindikatorer, anvender Lumispot Tech Hard Solder (AuSn) som en ny type emballagemateriale. Brugen af termisk ekspansionskoefficient matchet substratmateriale (CTE-Matched Submount), effektiv frigivelse af termisk spænding, en god løsning på de tekniske problemer, der kan opstå ved fremstilling af hårdlodde. En nødvendig betingelse for at underlagsmaterialet (submount) kan loddes til halvlederchippen er overflademetallisering. Overflademetallisering er dannelsen af et lag af diffusionsbarriere og loddeinfiltrationslag på overfladen af substratmaterialet.
Dens formål er på den ene side at blokere loddemetal til substratmaterialets diffusion, på den anden side er at styrke loddet med substratmaterialets svejseevne, for at forhindre loddelaget i hulrummet. Overflademetallisering kan også forhindre oxidation af substratmaterialets overflade og fugtindtrængning, reducere kontaktmodstanden i svejseprocessen og dermed forbedre svejsestyrken og produktets pålidelighed. Brugen af hårdlodde AuSn som svejsemateriale til halvlederpumpede solid state-lasere kan effektivt undgå indiumspændingstræthed, oxidation og elektrotermisk migration og andre defekter, hvilket væsentligt forbedrer pålideligheden af halvlederlasere samt laserens levetid. Brugen af guld-tin indkapslingsteknologi kan overvinde problemerne med elektromigration og elektrotermisk migration af indiumlodde.
Løsning fra Lumispot Tech
I kontinuerlige eller pulserende lasere fører varmen, der genereres af lasermediets absorption af pumpestråling og den eksterne afkøling af mediet til ujævn temperaturfordeling inde i lasermediet, hvilket resulterer i temperaturgradienter, hvilket forårsager ændringer i mediets brydningsindeks og derefter producere forskellige termiske effekter. Den termiske aflejring inde i forstærkningsmediet fører til den termiske linseeffekt og termisk induceret dobbeltbrydningseffekt, som frembringer visse tab i lasersystemet, hvilket påvirker stabiliteten af laseren i hulrummet og kvaliteten af udgangsstrålen. I et kontinuerligt kørende lasersystem ændres den termiske spænding i forstærkningsmediet, når pumpeeffekten øges. De forskellige termiske effekter i systemet påvirker alvorligt hele lasersystemet for at opnå bedre strålekvalitet og højere udgangseffekt, hvilket er et af problemerne, der skal løses. Hvordan man effektivt hæmmer og afbøder den termiske effekt af krystaller i arbejdsprocessen, har forskere været urolige i lang tid, det er blevet et af de nuværende forskningshotspots.
Nd:YAG laser med termisk linsehulrum
I projektet med at udvikle højeffekt LD-pumpede Nd:YAG-lasere blev Nd:YAG-laserne med termisk linsehulrum løst, således at modulet kan opnå høj effekt og samtidig opnå høj strålekvalitet.
I et projekt om at udvikle en højeffekt LD-pumpet Nd:YAG-laser har Lumispot Tech udviklet G2-A-modulet, som i høj grad løser problemet med lavere effekt på grund af termiske linseholdige hulrum, hvilket gør det muligt for modulet at opnå høj effekt med høj strålekvalitet.
Indlægstid: 24-jul-2023