Laserdiodestaaf: de kernkracht achter toepassingen met krachtige lasers

Naarmate de lasertechnologie zich verder ontwikkelt, worden de soorten laserbronnen steeds diverser. De laserdiodestaaf onderscheidt zich door zijn hoge vermogen, compacte structuur en uitstekende thermische controle, waardoor het een essentieel onderdeel is in sectoren zoals industriële verwerking, medische esthetiek, pompbronnen en wetenschappelijk onderzoek.

1. Wat is een laserdiodestaaf?

Een laserdiodebalk, ook wel laserdiode-array genoemd, is een krachtige halfgeleiderlaser die wordt gevormd door meerdere laser-emitterende eenheden op één gemeenschappelijk substraat te integreren. Doorgaans is elke emitterende eenheid ongeveer 100 micrometer breed, terwijl de totale breedte van de balk kan variëren van enkele millimeters tot centimeters. Omdat meerdere lasereenheden naast elkaar zijn geplaatst, kunnen laserdiodebalken continu of gepulst vermogen leveren van tientallen watt tot meer dan een kilowatt.

2. Belangrijkste kenmerken

① Hoge vermogensdichtheid

Laserdiodestaven integreren meerdere emitters in een compacte ruimte om extreem hoge vermogens te leveren. Hierdoor zijn ze ideaal voor toepassingen die grote hoeveelheden energie vereisen.

② Uitstekend thermisch beheer

De staafstructuur is compatibel met verschillende verpakkingstechnologieën, zoals AuSn (goud-tin), volledig indium en hybride verpakkingen, die de warmteafvoer verbeteren, de levensduur van het apparaat verlengen en een stabiele werking op de lange termijn garanderen.

③ Aanpasbare golflengten

Afhankelijk van de toepassing kunnen laserdiodestaven worden ontworpen voor verschillende golflengtes, zoals 808 nm, 915 nm, 940 nm en 976 nm. Speciale golflengteaanpassingen zijn ook mogelijk om te voldoen aan de specifieke behoeften van diverse materialen en systemen.

④ Flexibele straalvorming

Hoewel de straalkwaliteit van laserdiodestaven over het algemeen lager is dan die van single-mode lasers, kunnen optische componenten zoals lenzenreeksen, vezelkoppelingen en microlenssystemen worden gebruikt om de straal te collimeren of te focussen, waardoor de integratie en flexibiliteit in systeemtoepassingen worden verbeterd.

3. Toepassingsgebieden

① Industriële productie

Laserdiodestaven worden gebruikt bij het lassen van kunststof, de warmtebehandeling van metaal, laserreiniging en -markering en bieden een uitstekende prijs-kwaliteitverhouding in systemen die laserbronnen met een hoog vermogen vereisen.

② Medisch en esthetisch

Zo worden 808 nm laserdiodestaven veel gebruikt in laserontharingsapparaten. Ze bieden een hoog vermogen en een gemiddelde penetratiediepte, waardoor haarzakjes effectief worden vernietigd zonder het omliggende weefsel te beschadigen.

③ Pompbronnen voor fiberlasers

In glasvezellasersystemen met hoog vermogen worden laserdiodestaven vaak gebruikt als pompbronnen om Yb-gedoteerde of Er-gedoteerde vezels te exciteren, wat een onmisbare rol speelt bij het bouwen van lasersystemen met hoog vermogen.

④ Wetenschappelijk onderzoek en verdediging

Laserdiodestaven worden ook veel gebruikt in geavanceerde technologieën zoals experimenten met hoge-energiefysica, LiDAR en lasercommunicatie, vanwege hun stabiele uitvoer en aanpasbare eigenschappen.

Naarmate de prestatie-eisen voor lasersystemen blijven stijgen, evolueren laserdiodestaven naar hogere vermogens, grotere betrouwbaarheid, kleinere vormfactoren en lagere kosten. Als belangrijke component in lasertoepassingssystemen worden laserdiodestaven op grote schaal toegepast in hightechsectoren. Met voortdurende technologische vooruitgang en een steeds volwassener wordende industriële keten wordt verwacht dat laserdiodestaven in de toekomst bredere marktperspectieven zullen genieten en een meer strategische rol zullen gaan spelen.