| Innkapslingslodding av Diodelaserstangstabler | AuSn-pakket |
| Sentral bølgelengde | 1064 nm |
| Utgangseffekt | ≥55W |
| Arbeidsstrøm | ≤30 A |
| Arbeidsspenning | ≤24V |
| Arbeidsmodus | CW |
| Hulromslengde | 900 mm |
| Utgangsspeil | T = 20 % |
| Vanntemperatur | 25±3℃ |
Abonner på våre sosiale medier for raske innlegg
Abstrakt
Etterspørselen etter CW (kontinuerlig bølge) diodepumpede lasermoduler øker raskt som en viktig pumpekilde for faststofflasere. Disse modulene tilbyr unike fordeler for å møte de spesifikke kravene til faststofflaserapplikasjoner. G2 - En diodepumpe-faststofflaser, det nye produktet i CW-diodepumpeserien fra LumiSpot Tech, har et bredere bruksområde og bedre ytelsesevner.
I denne artikkelen vil vi inkludere innhold som fokuserer på produktapplikasjoner, produktegenskaper og produktfordeler angående CW-diodepumpe-faststofflaseren. På slutten av artikkelen vil jeg demonstrere testrapporten til CW DPL fra Lumispot Tech og våre spesielle fordeler.
Søknadsfeltet
Høyeffekts halvlederlasere brukes hovedsakelig som pumpekilder for faststofflasere. I praktiske anvendelser er en halvlederlaserdiodepumpekilde nøkkelen til å optimalisere laserdiodepumpet faststofflaserteknologi.
Denne typen laser bruker en halvlederlaser med fast bølgelengde i stedet for den tradisjonelle krypton- eller xenonlampen for å pumpe krystallene. Som et resultat kalles denne oppgraderte laseren den andre.ndgenerasjon av CW-pumpelaser (G2-A), som har egenskapene høy effektivitet, lang levetid, god strålekvalitet, god stabilitet, kompakthet og miniatyrisering.
Høy-effekt pumpekapasitet
CW-diodepumpekilden tilbyr en intens utbrudd av optisk energihastighet, som effektivt pumper forsterkningsmediet i faststofflaseren, for å oppnå best mulig ytelse til faststofflaseren. Den relativt høye toppeffekten (eller gjennomsnittseffekten) muliggjør også et bredere spekter av bruksområder iindustri, medisin og vitenskap.
Utmerket stråle og stabilitet
CW-halvlederpumpelasermodulen har den enestående kvaliteten til en lysstråle, med spontan stabilitet, noe som er avgjørende for å realisere den kontrollerbare presise laserlysutgangen. Modulene er designet for å produsere en veldefinert og stabil stråleprofil, noe som sikrer pålitelig og jevn pumping av faststofflaseren. Denne funksjonen oppfyller perfekt kravene til laserapplikasjoner i industriell materialbehandling, laserskjæringog FoU.
Kontinuerlig bølgeoperasjon
CW-arbeidsmodusen kombinerer fordelene med kontinuerlig bølgelengdelaser og pulset laser. Hovedforskjellen mellom CW-laser og en pulset laser er effekten.CW Laseren, som også er kjent som en kontinuerlig bølgelaser, har egenskapene til en stabil arbeidsmodus og evnen til å sende en kontinuerlig bølge.
Kompakt og pålitelig design
CW DPL kan enkelt integreres i den nåværendefaststofflaseravhengig av den kompakte designen og strukturen. Den robuste konstruksjonen og komponentene av høy kvalitet sikrer langsiktig pålitelighet, og minimerer nedetid og vedlikeholdskostnader, noe som er spesielt viktig i industriell produksjon og medisinske prosedyrer.
Markedsetterspørselen etter DPL-serien – økende markedsmuligheter
Etter hvert som etterspørselen etter faststofflasere fortsetter å øke på tvers av ulike bransjer, øker også behovet for høytytende pumpekilder som CW-diodepumpede lasermoduler. Bransjer som produksjon, helsevesen, forsvar og vitenskapelig forskning er avhengige av faststofflasere for presisjonsapplikasjoner.
Oppsummert, som diodepumpekilde for faststofflaseren, øker produktenes egenskaper: høy pumpekapasitet, CW-driftsmodus, utmerket strålekvalitet og stabilitet, og kompakt strukturert design, markedets etterspørsel etter disse lasermodulene. Som leverandør legger Lumispot Tech også mye arbeid i å optimalisere ytelsen og teknologiene som brukes i DPL-serien.
Produktpakke med G2-A DPL fra Lumispot Tech
Hvert sett med produkter inneholder tre grupper med horisontalt stablede array-moduler, hver gruppe med horisontalt stablede array-moduler har en pumpeeffekt på omtrent 100 W @ 25 A, og en total pumpeeffekt på 300 W @ 25 A.
G2-A-pumpens fluorescenspunkt er vist nedenfor:
De viktigste tekniske dataene for G2-A diodepumpe solid state laser:
Vår styrke innen teknologi
1. Teknologi for transient termisk styring
Halvlederpumpede faststofflasere er mye brukt for kvasikontinuerlige bølgeapplikasjoner (CW) med høy toppeffekt og kontinuerlige bølgeapplikasjoner (CW) med høy gjennomsnittlig effekt. I disse laserne påvirker høyden på den termiske avlederen og avstanden mellom brikkene (dvs. tykkelsen på substratet og brikken) produktets varmespredningsevne betydelig. En større avstand mellom brikke og brikke resulterer i bedre varmespredning, men øker produktvolumet. Omvendt, hvis brikkeavstanden reduseres, vil produktstørrelsen reduseres, men produktets varmespredningsevne kan være utilstrekkelig. Å bruke det mest kompakte volumet til å designe en optimal halvlederpumpet faststofflaser som oppfyller varmespredningskravene er en vanskelig oppgave i designen.
Graf for termisk simulering i stasjonær tilstand
Lumispot Tech bruker endelige elementmetoden for å simulere og beregne enhetens temperaturfelt. En kombinasjon av termisk simulering i stabil tilstand for fast varmeoverføring og termisk simulering av væsketemperatur brukes til termisk simulering. For kontinuerlige driftsforhold, som vist i figuren nedenfor: produktet foreslås å ha optimal brikkeavstand og -arrangement under stabile termiske simuleringsforhold for fast varmeoverføring. Under denne avstanden og strukturen har produktet god varmespredningsevne, lav topptemperatur og den mest kompakte egenskapen.
2.AuSn-loddetinninnkapslingsprosess
Lumispot Tech benytter en pakketeknikk som bruker AnSn-loddetinn i stedet for tradisjonelt indiumloddetinn for å løse problemer knyttet til termisk utmatting, elektromigrasjon og elektrisk-termisk migrasjon forårsaket av indiumloddetinn. Ved å ta i bruk AuSn-loddetinn har selskapet som mål å forbedre produktets pålitelighet og levetid. Denne erstatningen utføres samtidig som man sikrer konstant avstand mellom stakkene, noe som ytterligere bidrar til forbedring av produktets pålitelighet og levetid.
Innenfor pakketeknologien til høyeffekts halvlederpumpede faststofflasere har indium (In)-metall blitt tatt i bruk som sveisemateriale av flere internasjonale produsenter på grunn av fordelene med lavt smeltepunkt, lav sveisespenning, enkel betjening og god plastisk deformasjon og infiltrasjon. For halvlederpumpede faststofflasere under kontinuerlig drift vil imidlertid den vekslende spenningen forårsake spenningsutmatting av indiumsveiselaget, noe som vil føre til produktfeil. Spesielt ved høye og lave temperaturer og lange pulsbredder er feilraten for indiumsveising svært tydelig.
Sammenligning av akselererte levetidstester for lasere med forskjellige loddepakker
Etter 600 timers aldring svikter alle produktene innkapslet med indiumloddetinn, mens produktene innkapslet med gulltinn fungerer i mer enn 2000 timer med nesten ingen endring i effekt, noe som gjenspeiler fordelene med AuSn-innkapsling.
For å forbedre påliteligheten til høyeffekts halvlederlasere samtidig som de opprettholder konsistensen i ulike ytelsesindikatorer, tar Lumispot Tech i bruk hardloddemateriale (AuSn) som en ny type emballasjemateriale. Bruken av substratmateriale med tilpasset termisk ekspansjonskoeffisient (CTE-Matched Submount), effektiv frigjøring av termisk stress, er en god løsning på de tekniske problemene som kan oppstå ved fremstilling av hardloddemateriale. En nødvendig betingelse for at substratmaterialet (submount) skal kunne loddes til halvlederbrikken er overflatemetallisering. Overflatemetallisering er dannelsen av et lag med diffusjonsbarriere og et loddeinfiltrasjonslag på overflaten av substratmaterialet.
Skjematisk diagram av elektromigrasjonsmekanismen til en laser innkapslet i indiumloddetinn
For å forbedre påliteligheten til høyeffekts halvlederlasere samtidig som de opprettholder konsistensen i ulike ytelsesindikatorer, tar Lumispot Tech i bruk hardloddemateriale (AuSn) som en ny type emballasjemateriale. Bruken av substratmateriale med tilpasset termisk ekspansjonskoeffisient (CTE-Matched Submount), effektiv frigjøring av termisk stress, er en god løsning på de tekniske problemene som kan oppstå ved fremstilling av hardloddemateriale. En nødvendig betingelse for at substratmaterialet (submount) skal kunne loddes til halvlederbrikken er overflatemetallisering. Overflatemetallisering er dannelsen av et lag med diffusjonsbarriere og et loddeinfiltrasjonslag på overflaten av substratmaterialet.
Hensikten er på den ene siden å blokkere diffusjon av loddetinn til substratmaterialet, på den andre siden å styrke loddetinnets sveiseevne med substratmaterialet, for å forhindre loddelaget i hulrommet. Overflatemetallisering kan også forhindre oksidasjon og fuktighetsinntrengning av substratmaterialets overflate, redusere kontaktmotstanden i sveiseprosessen og dermed forbedre sveisestyrken og produktets pålitelighet. Bruken av hardloddetinn AuSn som sveisemateriale for halvlederpumpede faststofflasere kan effektivt unngå indiumspenningsutmatting, oksidasjon og elektrotermisk migrasjon og andre defekter, noe som forbedrer påliteligheten til halvlederlasere betydelig, samt laserens levetid. Bruken av gull-tinn-innkapslingsteknologi kan overvinne problemene med elektromigrasjon og elektrotermisk migrasjon av indiumloddetinn.
Løsning fra Lumispot Tech
I kontinuerlige eller pulserende lasere fører varmen som genereres av absorpsjonen av pumpestråling av lasermediet og den eksterne avkjølingen av mediet til ujevn temperaturfordeling inne i lasermediet, noe som resulterer i temperaturgradienter, som forårsaker endringer i mediets brytningsindeks og deretter produserer forskjellige termiske effekter. Den termiske avsetningen inne i forsterkningsmediet fører til termisk linseeffekt og termisk indusert dobbeltbrytningseffekt, som produserer visse tap i lasersystemet, noe som påvirker laserens stabilitet i hulrommet og kvaliteten på utgangsstrålen. I et kontinuerlig lasersystem endres den termiske spenningen i forsterkningsmediet etter hvert som pumpeeffekten øker. De forskjellige termiske effektene i systemet påvirker hele lasersystemet alvorlig for å oppnå bedre strålekvalitet og høyere utgangseffekt, noe som er et av problemene som må løses. Hvordan man effektivt kan hemme og redusere den termiske effekten av krystaller i arbeidsprosessen, har forskere vært bekymret for lenge, og det har blitt et av dagens forskningsområder.
Nd:YAG-laser med termisk linsehulrom
I prosjektet med å utvikle høyeffekts LD-pumpede Nd:YAG-lasere ble Nd:YAG-lasere med termisk linsehulrom løst, slik at modulen kan oppnå høy effekt samtidig som den oppnår høy strålekvalitet.
I et prosjekt for å utvikle en kraftig LD-pumpet Nd:YAG-laser har Lumispot Tech utviklet G2-A-modulen, som i stor grad løser problemet med lavere effekt på grunn av hulrom som inneholder termiske linser, slik at modulen kan oppnå høy effekt med høy strålekvalitet.
Publisert: 24. juli 2023