| Συγκολλητικό ενθυλάκωσης Στοίβες ράβδων διοδικού λέιζερ | Συσκευασμένο με AuSn |
| Κεντρικό μήκος κύματος | 1064nm |
| Ισχύς εξόδου | ≥55W |
| Λειτουργώντας ρεύμα | ≤30 Α |
| Τάση εργασίας | ≤24V |
| Λειτουργία εργασίας | CW |
| Μήκος κοιλότητας | 900 χιλιοστά |
| Καθρέφτης εξόδου | Τ = 20% |
| Θερμοκρασία νερού | 25±3℃ |
Εγγραφείτε στα μέσα κοινωνικής δικτύωσής μας για άμεσες δημοσιεύσεις
Περίληψη
Η ζήτηση για μονάδες λέιζερ CW (συνεχούς κύματος) με διοδική άντληση αυξάνεται ραγδαία ως απαραίτητη πηγή άντλησης για λέιζερ στερεάς κατάστασης. Αυτές οι μονάδες προσφέρουν μοναδικά πλεονεκτήματα για την κάλυψη των ειδικών απαιτήσεων των εφαρμογών λέιζερ στερεάς κατάστασης. Το G2 - A Diode Pump Solid State Laser, το νέο προϊόν της σειράς CW Diode Pump της LumiSpot Tech, έχει ένα ευρύτερο πεδίο εφαρμογής και καλύτερες δυνατότητες απόδοσης.
Σε αυτό το άρθρο, θα συμπεριλάβουμε περιεχόμενο που εστιάζει στις εφαρμογές του προϊόντος, τα χαρακτηριστικά του και τα πλεονεκτήματα του σχετικά με το λέιζερ στερεάς κατάστασης με διοδική αντλία CW. Στο τέλος του άρθρου, θα παρουσιάσω την αναφορά δοκιμής του CW DPL από την Lumispot Tech και τα ιδιαίτερα πλεονεκτήματά μας.
Το Πεδίο Εφαρμογής
Τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος χρησιμοποιούνται κυρίως ως πηγές άντλησης για λέιζερ στερεάς κατάστασης. Σε πρακτικές εφαρμογές, μια πηγή διόδου άντλησης λέιζερ ημιαγωγών είναι το κλειδί για τη βελτιστοποίηση της τεχνολογίας λέιζερ στερεάς κατάστασης με διόδους άντλησης.
Αυτός ο τύπος λέιζερ χρησιμοποιεί ένα ημιαγωγικό λέιζερ με σταθερό μήκος κύματος εξόδου αντί για την παραδοσιακή λάμπα κρυπτού ή ξένου για την άντληση των κρυστάλλων. Ως αποτέλεσμα, αυτό το αναβαθμισμένο λέιζερ ονομάζεται 2.ndΠαραγωγή λέιζερ αντλίας CW (G2-A), η οποία έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης, μεγάλης διάρκειας ζωής, καλής ποιότητας δέσμης, καλής σταθερότητας, συμπαγούς μεγέθους και μικρογράφησης.
Ικανότητα άντλησης υψηλής ισχύος
Η πηγή αντλίας διόδου CW προσφέρει μια έντονη έκρηξη οπτικού ενεργειακού ρυθμού, αντλώντας αποτελεσματικά το μέσο κέρδους στο λέιζερ στερεάς κατάστασης, για να επιτύχει την καλύτερη απόδοση του λέιζερ στερεάς κατάστασης. Επίσης, η σχετικά υψηλή μέγιστη ισχύς (ή μέση ισχύς) επιτρέπει ένα ευρύτερο φάσμα εφαρμογών σεβιομηχανία, ιατρική και επιστήμη.
Εξαιρετική δέσμη και σταθερότητα
Η μονάδα λέιζερ άντλησης ημιαγωγών CW έχει εξαιρετική ποιότητα δέσμης φωτός, με αυθόρμητη σταθερότητα, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη ελεγχόμενης ακριβούς εξόδου φωτός λέιζερ. Οι μονάδες έχουν σχεδιαστεί για να παράγουν ένα σαφώς καθορισμένο και σταθερό προφίλ δέσμης, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη και συνεπή άντληση του λέιζερ στερεάς κατάστασης. Αυτό το χαρακτηριστικό ανταποκρίνεται απόλυτα στις απαιτήσεις της εφαρμογής λέιζερ στην βιομηχανική επεξεργασία υλικών, κοπή με λέιζερκαι Ε&Α.
Λειτουργία συνεχούς κύματος
Η λειτουργία CW συνδυάζει τα πλεονεκτήματα του λέιζερ συνεχούς μήκους κύματος και του παλμικού λέιζερ. Η κύρια διαφορά μεταξύ του λέιζερ CW και ενός παλμικού λέιζερ είναι η ισχύς εξόδου.CW Το λέιζερ, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως λέιζερ συνεχούς κύματος, έχει τα χαρακτηριστικά ενός σταθερού τρόπου λειτουργίας και της ικανότητας να στέλνει ένα συνεχές κύμα.
Συμπαγής και αξιόπιστος σχεδιασμός
Το CW DPL μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στο τρέχονλέιζερ στερεάς κατάστασηςανάλογα με τον συμπαγή σχεδιασμό και τη δομή. Η στιβαρή κατασκευή τους και τα υψηλής ποιότητας εξαρτήματά τους εξασφαλίζουν μακροπρόθεσμη αξιοπιστία, ελαχιστοποιώντας τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και το κόστος συντήρησης, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη βιομηχανική κατασκευή και στις ιατρικές διαδικασίες.
Η ζήτηση της αγοράς για τη σειρά DPL - Αυξανόμενες ευκαιρίες αγοράς
Καθώς η ζήτηση για λέιζερ στερεάς κατάστασης συνεχίζει να επεκτείνεται σε διάφορους κλάδους, αυξάνεται και η ανάγκη για πηγές άντλησης υψηλής απόδοσης, όπως οι μονάδες λέιζερ με διοδική άντληση CW. Κλάδοι όπως η μεταποίηση, η υγειονομική περίθαλψη, η άμυνα και η επιστημονική έρευνα βασίζονται σε λέιζερ στερεάς κατάστασης για εφαρμογές ακριβείας.
Συνοψίζοντας, ως πηγή άντλησης διόδου του λέιζερ στερεάς κατάστασης, τα χαρακτηριστικά των προϊόντων: ικανότητα άντλησης υψηλής ισχύος, λειτουργία CW, εξαιρετική ποιότητα και σταθερότητα δέσμης, και σχεδιασμός συμπαγούς δομής, αυξάνουν τη ζήτηση της αγοράς για αυτές τις μονάδες λέιζερ. Ως προμηθευτής, η Lumispot Tech καταβάλλει επίσης μεγάλη προσπάθεια στη βελτιστοποίηση της απόδοσης και των τεχνολογιών που εφαρμόζονται στη σειρά DPL.
Σετ προϊόντων G2-A DPL από την Lumispot Tech
Κάθε σετ προϊόντων περιέχει τρεις ομάδες οριζόντια στοιβαγμένων μονάδων συστοιχίας, με κάθε ομάδα οριζόντιας στοιβαγμένων μονάδων συστοιχίας να έχει ισχύ άντλησης περίπου 100W@25A και συνολική ισχύ άντλησης 300W@25A.
Η κηλίδα φθορισμού της αντλίας G2-A φαίνεται παρακάτω:
Τα κύρια τεχνικά δεδομένα του λέιζερ στερεάς κατάστασης αντλίας διόδου G2-A:
Η Δύναμή μας στις Τεχνολογίες
1. Τεχνολογία Μεταβατικής Θερμικής Διαχείρισης
Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης με ημιαγωγική άντληση χρησιμοποιούνται ευρέως για εφαρμογές σχεδόν συνεχούς κύματος (CW) με υψηλή μέγιστη ισχύ εξόδου και εφαρμογές συνεχούς κύματος (CW) με υψηλή μέση ισχύ εξόδου. Σε αυτά τα λέιζερ, το ύψος της θερμικής δεξαμενής και η απόσταση μεταξύ των τσιπ (δηλαδή, το πάχος του υποστρώματος και του τσιπ) επηρεάζουν σημαντικά την ικανότητα απαγωγής θερμότητας του προϊόντος. Μια μεγαλύτερη απόσταση από τσιπ σε τσιπ έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη απαγωγή θερμότητας, αλλά αυξάνει τον όγκο του προϊόντος. Αντίθετα, εάν μειωθεί η απόσταση μεταξύ των τσιπ, το μέγεθος του προϊόντος θα μειωθεί, αλλά η ικανότητα απαγωγής θερμότητας του προϊόντος μπορεί να είναι ανεπαρκής. Η αξιοποίηση του πιο συμπαγούς όγκου για τον σχεδιασμό ενός βέλτιστου λέιζερ στερεάς κατάστασης με ημιαγωγική άντληση που πληροί τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας είναι ένα δύσκολο έργο στο σχεδιασμό.
Γράφημα της Θερμικής Προσομοίωσης Σταθερής Κατάστασης
Η Lumispot Tech εφαρμόζει τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων για την προσομοίωση και τον υπολογισμό του πεδίου θερμοκρασίας της συσκευής. Για τη θερμική προσομοίωση χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός θερμικής προσομοίωσης σταθερής κατάστασης μεταφοράς θερμότητας στερεού και θερμικής προσομοίωσης θερμοκρασίας υγρού. Για συνθήκες συνεχούς λειτουργίας, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: το προϊόν προτείνεται να έχει τη βέλτιστη απόσταση και διάταξη των τσιπ υπό συνθήκες θερμικής προσομοίωσης σταθερής κατάστασης μεταφοράς θερμότητας στερεού. Υπό αυτήν την απόσταση και δομή, το προϊόν έχει καλή ικανότητα απαγωγής θερμότητας, χαμηλή μέγιστη θερμοκρασία και τα πιο συμπαγή χαρακτηριστικά.
2.συγκόλληση AuSnδιαδικασία ενθυλάκωσης
Η Lumispot Tech χρησιμοποιεί μια τεχνική συσκευασίας που χρησιμοποιεί συγκόλληση AnSn αντί για την παραδοσιακή συγκόλληση ινδίου για την αντιμετώπιση ζητημάτων που σχετίζονται με τη θερμική κόπωση, την ηλεκτρομετανάστευση και την ηλεκτρική-θερμική μετανάστευση που προκαλούνται από τη συγκόλληση ινδίου. Υιοθετώντας τη συγκόλληση AuSn, η εταιρεία μας στοχεύει στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της μακροζωίας του προϊόντος. Αυτή η υποκατάσταση πραγματοποιείται διασφαλίζοντας παράλληλα σταθερή απόσταση μεταξύ των στοιβών ράβδων, συμβάλλοντας περαιτέρω στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της διάρκειας ζωής του προϊόντος.
Στην τεχνολογία συσκευασίας λέιζερ στερεάς κατάστασης υψηλής ισχύος με ημιαγωγούς, το μέταλλο ίνδιο (In) έχει υιοθετηθεί ως υλικό συγκόλλησης από περισσότερους διεθνείς κατασκευαστές λόγω των πλεονεκτημάτων του χαμηλού σημείου τήξης, της χαμηλής τάσης συγκόλλησης, της εύκολης λειτουργίας και της καλής πλαστικής παραμόρφωσης και διείσδυσης. Ωστόσο, για τα λέιζερ στερεάς κατάστασης με ημιαγωγούς υπό συνθήκες συνεχούς λειτουργίας, η εναλλασσόμενη τάση θα προκαλέσει κόπωση τάσης του στρώματος συγκόλλησης ινδίου, η οποία θα οδηγήσει σε αστοχία του προϊόντος. Ειδικά σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και μεγάλα πλάτη παλμού, το ποσοστό αστοχίας της συγκόλλησης ινδίου είναι πολύ προφανές.
Σύγκριση δοκιμών επιταχυνόμενης διάρκειας ζωής λέιζερ με διαφορετικά πακέτα συγκόλλησης
Μετά από 600 ώρες γήρανσης, όλα τα προϊόντα που είναι ενθυλακωμένα με συγκολλητικό ίνδιο αποτυγχάνουν, ενώ τα προϊόντα που είναι ενθυλακωμένα με χρυσόκασσίτερο λειτουργούν για περισσότερες από 2.000 ώρες σχεδόν χωρίς καμία αλλαγή στην ισχύ, αντανακλώντας τα πλεονεκτήματα της ενθυλάκωσης με AuSn.
Προκειμένου να βελτιωθεί η αξιοπιστία των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, διατηρώντας παράλληλα τη συνέπεια διαφόρων δεικτών απόδοσης, η Lumispot Tech υιοθετεί την σκληρή συγκόλληση (AuSn) ως νέο τύπο υλικού συσκευασίας. Η χρήση υλικού υποστρώματος με συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE-Matched Submount), η αποτελεσματική απελευθέρωση της θερμικής καταπόνησης, αποτελεί μια καλή λύση στα τεχνικά προβλήματα που μπορεί να προκύψουν κατά την παρασκευή σκληρής συγκόλλησης. Απαραίτητη προϋπόθεση για να μπορεί το υλικό υποστρώματος (submount) να συγκολληθεί στο τσιπ ημιαγωγών είναι η επιφανειακή επιμετάλλωση. Η επιφανειακή επιμετάλλωση είναι ο σχηματισμός ενός στρώματος φραγμού διάχυσης και ενός στρώματος διείσδυσης συγκόλλησης στην επιφάνεια του υλικού υποστρώματος.
Σχηματικό διάγραμμα του μηχανισμού ηλεκτρομετανάστευσης ενός λέιζερ ενθυλακωμένου σε συγκολλητικό ίνδιο
Προκειμένου να βελτιωθεί η αξιοπιστία των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, διατηρώντας παράλληλα τη συνέπεια διαφόρων δεικτών απόδοσης, η Lumispot Tech υιοθετεί την σκληρή συγκόλληση (AuSn) ως νέο τύπο υλικού συσκευασίας. Η χρήση υλικού υποστρώματος με συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE-Matched Submount), η αποτελεσματική απελευθέρωση της θερμικής καταπόνησης, αποτελεί μια καλή λύση στα τεχνικά προβλήματα που μπορεί να προκύψουν κατά την παρασκευή σκληρής συγκόλλησης. Απαραίτητη προϋπόθεση για να μπορεί το υλικό υποστρώματος (submount) να συγκολληθεί στο τσιπ ημιαγωγών είναι η επιφανειακή επιμετάλλωση. Η επιφανειακή επιμετάλλωση είναι ο σχηματισμός ενός στρώματος φραγμού διάχυσης και ενός στρώματος διείσδυσης συγκόλλησης στην επιφάνεια του υλικού υποστρώματος.
Σκοπός του είναι αφενός να εμποδίσει τη διάχυση της συγκόλλησης στο υλικό του υποστρώματος, αφετέρου να ενισχύσει την ικανότητα συγκόλλησης της συγκόλλησης με το υλικό του υποστρώματος, για να αποτρέψει το στρώμα συγκόλλησης της κοιλότητας. Η επιμεταλλωση της επιφάνειας μπορεί επίσης να αποτρέψει την οξείδωση της επιφάνειας του υλικού του υποστρώματος και την εισχώρηση υγρασίας, να μειώσει την αντίσταση επαφής κατά τη διαδικασία συγκόλλησης και, επομένως, να βελτιώσει την αντοχή συγκόλλησης και την αξιοπιστία του προϊόντος. Η χρήση σκληρού συγκολλητικού AuSn ως υλικού συγκόλλησης για λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία ημιαγωγών μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά την κόπωση λόγω τάσης ινδίου, την οξείδωση και την ηλεκτροθερμική μετανάστευση και άλλα ελαττώματα, βελτιώνοντας σημαντικά την αξιοπιστία των λέιζερ ημιαγωγών καθώς και τη διάρκεια ζωής του λέιζερ. Η χρήση τεχνολογίας ενθυλάκωσης χρυσού-κασσιτέρου μπορεί να ξεπεράσει τα προβλήματα της ηλεκτρομετανάστευσης και της ηλεκτροθερμικής μετανάστευσης της συγκόλλησης ινδίου.
Λύση από την Lumispot Tech
Στα συνεχή ή παλμικά λέιζερ, η θερμότητα που παράγεται από την απορρόφηση της ακτινοβολίας άντλησης από το μέσο λέιζερ και την εξωτερική ψύξη του μέσου οδηγεί σε ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας μέσα στο μέσο λέιζερ, με αποτέλεσμα διαβαθμίσεις θερμοκρασίας, προκαλώντας αλλαγές στον δείκτη διάθλασης του μέσου και στη συνέχεια παράγοντας διάφορες θερμικές επιδράσεις. Η θερμική εναπόθεση μέσα στο μέσο κέρδους οδηγεί στο φαινόμενο θερμικού φακού και στο φαινόμενο θερμικά επαγόμενης διπλής διάθλασης, το οποίο προκαλεί ορισμένες απώλειες στο σύστημα λέιζερ, επηρεάζοντας τη σταθερότητα του λέιζερ στην κοιλότητα και την ποιότητα της δέσμης εξόδου. Σε ένα σύστημα λέιζερ συνεχούς λειτουργίας, η θερμική τάση στο μέσο κέρδους αλλάζει καθώς αυξάνεται η ισχύς της αντλίας. Οι διάφορες θερμικές επιδράσεις στο σύστημα επηρεάζουν σοβαρά ολόκληρο το σύστημα λέιζερ για να επιτευχθεί καλύτερη ποιότητα δέσμης και υψηλότερη ισχύς εξόδου, το οποίο είναι ένα από τα προβλήματα που πρέπει να λυθούν. Το πώς να ανασταλεί και να μετριαστεί αποτελεσματικά η θερμική επίδραση των κρυστάλλων στη διαδικασία εργασίας, οι επιστήμονες έχουν ασχοληθεί εδώ και πολύ καιρό, και έχει γίνει ένα από τα τρέχοντα ερευνητικά hotspots.
Nd:YAG λέιζερ με θερμική κοιλότητα φακού
Στο έργο ανάπτυξης λέιζερ Nd:YAG υψηλής ισχύος με άντληση LD, επιλύθηκαν τα λέιζερ Nd:YAG με θερμική κοιλότητα φακών, έτσι ώστε η μονάδα να μπορεί να επιτύχει υψηλή ισχύ ενώ παράλληλα να επιτυγχάνει ποιότητα υψηλής δέσμης.
Σε ένα έργο ανάπτυξης ενός λέιζερ Nd:YAG υψηλής ισχύος με άντληση LD, η Lumispot Tech ανέπτυξε τη μονάδα G2-A, η οποία λύνει σε μεγάλο βαθμό το πρόβλημα της χαμηλότερης ισχύος λόγω των κοιλοτήτων που περιέχουν θερμικούς φακούς, επιτρέποντας στη μονάδα να επιτυγχάνει υψηλή ισχύ με ποιότητα υψηλής δέσμης.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Ιουλίου 2023