| Inkapsling Löd av Diod Laser Bar Stacks | AuSn Packad |
| Central våglängd | 1064nm |
| Uteffekt | ≥55W |
| Arbetsström | ≤30 A |
| Arbetsspänning | ≤24V |
| Arbetsläge | CW |
| Kavitets längd | 900 mm |
| Utgångsspegel | T = 20 % |
| Vattentemperatur | 25±3℃ |
Prenumerera på våra sociala medier för ett snabbt inlägg
Abstrakt
Efterfrågan på CW (Continuous Wave) diodpumpade lasermoduler ökar snabbt som en viktig pumpkälla för halvledarlasrar. Dessa moduler erbjuder unika fördelar för att möta de specifika kraven för solid-state laserapplikationer. G2 - En Diode Pump Solid State Laser, den nya produkten i CW Diode Pump Series från LumiSpot Tech, har ett bredare användningsområde och bättre prestanda.
I den här artikeln kommer vi att inkludera innehåll med fokus på produktapplikationer, produktfunktioner och produktfördelar när det gäller CW-diodpumpens halvledarlaser. I slutet av artikeln kommer jag att demonstrera testrapporten för CW DPL från Lumispot Tech och våra speciella fördelar.
Ansökningsfältet
Halvledarlasrar med hög effekt används huvudsakligen som pumpkällor för halvledarlasrar. I praktiska tillämpningar är en halvledarlaserdiodpumpande källa nyckeln för att optimera den laserdiodpumpade halvledarlaserteknologin.
Denna typ av laser använder en halvledarlaser med en fast våglängdsutgång istället för den traditionella krypton- eller xenonlampan för att pumpa kristallerna. Som ett resultat kallas denna uppgraderade laser 2ndgeneration av CW-pumplaser (G2-A), som har egenskaperna hög effektivitet, lång livslängd, bra strålkvalitet, god stabilitet, kompakthet och miniatyrisering.
Högeffekts pumpförmåga
CW Diode Pump Source erbjuder en intensiv skur av optisk energihastighet, som effektivt pumpar förstärkningsmediet i solid-state-lasern, för att uppnå bästa prestanda för solid-state-lasern. Dessutom möjliggör dess relativt höga toppeffekt (eller medeleffekt) ett bredare utbud av applikationer iindustri, medicin och vetenskap.
Utmärkt stråle och stabilitet
CW halvledarpumpande lasermodul har den enastående kvaliteten av en ljusstråle, med stabilitet spontant, vilket är avgörande för att realisera den kontrollerbara exakta laserljuseffekten. Modulerna är designade för att producera en väldefinierad och stabil strålprofil, vilket säkerställer tillförlitlig och konsekvent pumpning av halvledarlasern. Denna funktion uppfyller perfekt kraven för laserapplikation i industriell materialbearbetning, laserskärning, och FoU.
Kontinuerlig vågdrift
CW-arbetsläget kombinerar både fördelarna med laser med kontinuerlig våglängd och pulsad laser. Den största skillnaden mellan CW Laser och en Pulserad laser är uteffekten.CW laser, som också är känd som en kontinuerlig våglaser, har egenskaperna hos ett stabilt arbetsläge och förmågan att skicka en kontinuerlig våg.
Kompakt och pålitlig design
CW DPL kan enkelt integreras i strömmenhalvledarlaserberoende på den kompakta designen och strukturen. Deras robusta konstruktion och högkvalitativa komponenter säkerställer långsiktig tillförlitlighet, minimerar stilleståndstid och underhållskostnader, vilket är särskilt viktigt vid industriell tillverkning och medicinska procedurer.
Marknadsefterfrågan för serien av DPL - Växande marknadsmöjligheter
Eftersom efterfrågan på halvledarlasrar fortsätter att expandera över olika branscher, ökar också behovet av högpresterande pumpkällor som CW-diodpumpade lasermoduler. Branscher som tillverkning, sjukvård, försvar och vetenskaplig forskning förlitar sig på solid state-lasrar för precisionstillämpningar.
Sammanfattningsvis, som källan för diodpumpning av halvledarlasern, ökar egenskaperna hos produkterna: pumpkapacitet med hög effekt, CW-driftläge, utmärkt strålkvalitet och stabilitet och kompakt strukturerad design, efterfrågan på marknaden i dessa lasermoduler. Som leverantör lägger Lumispot Tech också mycket kraft på att optimera prestanda och teknologier som används i DPL-serien.
Produktpaket med G2-A DPL från Lumispot Tech
Varje produktuppsättning innehåller tre grupper av horisontellt staplade arraymoduler, varje grupp av Horizontal Stacked Array-moduler pumpar en effekt på cirka 100W@25A och en total pumpeffekt på 300W@25A.
G2-A-pumpens fluorescenspunkt visas nedan:
De viktigaste tekniska data för G2-A Diode Pump Solid State Laser:
Vår styrka inom teknik
1. Transient Thermal Management Technology
Halvledarpumpade halvledarlasrar används ofta för applikationer med kvasi-kontinuerliga vågor (CW) med hög toppeffekt och kontinuerliga vågor (CW) applikationer med hög medeleffekt. I dessa lasrar påverkar värmesänkans höjd och avståndet mellan chipen (dvs. tjockleken på substratet och chipet) avsevärt produktens värmeavledningsförmåga. Ett större chip-till-chip-avstånd ger bättre värmeavledning men ökar produktvolymen. Omvänt, om spånavståndet minskas, kommer produktstorleken att minska, men produktens värmeavledningsförmåga kan vara otillräcklig. Att använda den mest kompakta volymen för att designa en optimal halvledarpumpad halvledarlaser som uppfyller kraven på värmeavledning är en svår uppgift i konstruktionen.
Graf över Steady-state Termisk Simulering
Lumispot Tech tillämpar finita elementmetoden för att simulera och beräkna enhetens temperaturfält. En kombination av fast värmeöverföring i stabilt tillstånd termisk simulering och vätsketemperatur termisk simulering används för termisk simulering. För kontinuerliga driftförhållanden, som visas i figuren nedan: produkten föreslås ha det optimala spånavståndet och arrangemanget under de fasta värmeöverföringsförhållandena för termisk simulering. Under detta avstånd och struktur har produkten god värmeavledningsförmåga, låg topptemperatur och den mest kompakta egenskapen.
2.AuSn lodinkapslingsprocess
Lumispot Tech använder en förpackningsteknik som använder AnSn-lod istället för traditionellt indiumlod för att lösa problem relaterade till termisk trötthet, elektromigration och elektrisk-termisk migration orsakad av indiumlod. Genom att anta AuSn-lod strävar vårt företag efter att förbättra produktens tillförlitlighet och livslängd. Detta utbyte utförs samtidigt som man säkerställer konstant avstånd mellan stångstaplarna, vilket ytterligare bidrar till förbättringen av produktens tillförlitlighet och livslängd.
I förpackningstekniken för halvledarpumpad halvledarlaser har indium (In) metall antagits som svetsmaterial av fler internationella tillverkare på grund av dess fördelar med låg smältpunkt, låg svetsspänning, enkel användning och bra plast deformation och infiltration. För halvledarpumpade halvledarlasrar under applikationsförhållanden med kontinuerlig drift kommer den alternerande spänningen att orsaka spänningsutmattning av indiumsvetsskiktet, vilket kommer att leda till produktfel. Särskilt vid höga och låga temperaturer och långa pulsbredder är felfrekvensen vid indiumsvetsning mycket uppenbar.
Jämförelse av accelererade livslängdstester av lasrar med olika lödpaket
Efter 600 timmars åldring misslyckas alla produkter inkapslade med indiumlod; medan produkterna inkapslade med guldtenn fungerar i mer än 2 000 timmar med nästan ingen förändring i kraft; återspeglar fördelarna med AuSn-inkapsling.
För att förbättra tillförlitligheten hos högeffektiva halvledarlasrar samtidigt som konsistensen av olika prestandaindikatorer bibehålls, använder Lumispot Tech Hard Solder (AuSn) som en ny typ av förpackningsmaterial. Användningen av termisk expansionskoefficient matchat substratmaterial (CTE-Matched Submount), effektiv frigöring av termisk stress, en bra lösning på de tekniska problem som kan uppstå vid beredning av hårdlod. En nödvändig förutsättning för att substratmaterialet (submount) ska kunna lödas fast på halvledarchipset är ytmetallisering. Ytmetallisering är bildandet av ett skikt av diffusionsbarriär och lodinfiltrationsskikt på ytan av substratmaterialet.
Schematiskt diagram av elektromigreringsmekanismen för en laser inkapslad i indiumlod
För att förbättra tillförlitligheten hos högeffektiva halvledarlasrar samtidigt som konsistensen av olika prestandaindikatorer bibehålls, använder Lumispot Tech Hard Solder (AuSn) som en ny typ av förpackningsmaterial. Användningen av termisk expansionskoefficient matchat substratmaterial (CTE-Matched Submount), effektiv frigöring av termisk stress, en bra lösning på de tekniska problem som kan uppstå vid beredning av hårdlod. En nödvändig förutsättning för att substratmaterialet (submount) ska kunna lödas fast på halvledarchipset är ytmetallisering. Ytmetallisering är bildandet av ett skikt av diffusionsbarriär och lodinfiltrationsskikt på ytan av substratmaterialet.
Dess syfte är å ena sidan att blockera lodet till substratmaterialets diffusion, å andra sidan är att stärka lodet med substratmaterialets svetsförmåga, för att förhindra lödskiktet i kaviteten. Ytmetallisering kan också förhindra oxidation av substratmaterialets yta och fuktinträngning, minska kontaktmotståndet i svetsprocessen och därmed förbättra svetshållfastheten och produktens tillförlitlighet. Användningen av hårdlod AuSn som svetsmaterial för halvledarpumpade halvledarlasrar kan effektivt undvika indiumspänningsutmattning, oxidation och elektrotermisk migration och andra defekter, vilket avsevärt förbättrar tillförlitligheten hos halvledarlasrar samt laserns livslängd. Användningen av guld-tenninkapslingsteknik kan övervinna problemen med elektromigrering och elektrotermisk migration av indiumlod.
Lösning från Lumispot Tech
I kontinuerliga eller pulsade lasrar leder värmen som genereras av absorptionen av pumpstrålning av lasermediet och den externa kylningen av mediet till ojämn temperaturfördelning inuti lasermediet, vilket resulterar i temperaturgradienter, vilket orsakar förändringar i mediets brytningsindex och sedan producera olika termiska effekter. Den termiska avsättningen inuti förstärkningsmediet leder till den termiska linseffekten och den termiskt inducerade dubbelbrytningseffekten, vilket ger vissa förluster i lasersystemet, vilket påverkar stabiliteten hos lasern i kaviteten och kvaliteten på den utgående strålen. I ett kontinuerligt körande lasersystem ändras den termiska spänningen i förstärkningsmediet när pumpeffekten ökar. De olika termiska effekterna i systemet påverkar allvarligt hela lasersystemet för att få bättre strålkvalitet och högre uteffekt, vilket är ett av problemen som ska lösas. Hur man effektivt hämma och mildra den termiska effekten av kristaller i arbetsprocessen, har forskare varit oroliga under lång tid, det har blivit en av de aktuella forskningshotspots.
Nd:YAG-laser med termisk linshålighet
I projektet att utveckla högeffekts LD-pumpade Nd:YAG-lasrar löstes Nd:YAG-lasrarna med termisk linshålighet, så att modulen kan få hög effekt samtidigt som den får hög strålkvalitet.
I ett projekt för att utveckla en högeffekts LD-pumpad Nd:YAG-laser har Lumispot Tech utvecklat G2-A-modulen, som i hög grad löser problemet med lägre effekt på grund av termiska linsinnehållande kaviteter, vilket gör att modulen kan få hög effekt med hög strålkvalitet.
Posttid: 24 juli 2023