| Inkapseling Soldeer van Diode laser staafstapels | AuSn verpakt |
| Centrale golflengte | 1064nm |
| Uitgangsvermogen | ≥55W |
| Werkstroom | ≤30 A |
| Werkspanning | ≤24V |
| Werkmodus | CW |
| Holtelengte | 900 mm |
| Uitvoerspiegel | T = 20% |
| Watertemperatuur | 25±3℃ |
Abonneer u op onze sociale media voor snelle berichten
Abstract
De vraag naar CW (Continuous Wave) diodegepompte lasermodules neemt snel toe als essentiële pompbron voor vastestoflasers. Deze modules bieden unieke voordelen om te voldoen aan de specifieke eisen van toepassingen met vastestoflasers. De G2 - Een diodepomp vastestoflaser, het nieuwe product in de CW-diodepompserie van LumiSpot Tech, heeft een breder toepassingsgebied en betere prestaties.
In dit artikel zullen we ons richten op de producttoepassingen, productkenmerken en productvoordelen van de CW-diodepomp-vastestoflaser. Aan het einde van het artikel zal ik het testrapport van de CW DPL van Lumispot Tech en onze specifieke voordelen demonstreren.
Het toepassingsgebied
Hoogvermogen halfgeleiderlasers worden voornamelijk gebruikt als pompbron voor vastestoflasers. In praktische toepassingen is een halfgeleiderlaserdiodepompbron essentieel voor het optimaliseren van de diodegepompte vastestoflasertechnologie.
Dit type laser maakt gebruik van een halfgeleiderlaser met een vaste golflengte in plaats van de traditionele krypton- of xenonlamp om de kristallen te pompen. Deze verbeterde laser wordt daarom de 2 genoemd.ndgeneratie CW-pomplaser (G2-A), die de kenmerken heeft van hoge efficiëntie, lange levensduur, goede straalkwaliteit, goede stabiliteit, compactheid en miniaturisatie.
Hoog vermogen pompen
De CW-diodepompbron biedt een intense optische energiestoot, waardoor het versterkingsmedium effectief in de vastestoflaser wordt gepompt om de beste prestaties van de vastestoflaser te realiseren. Het relatief hoge piekvermogen (of gemiddelde vermogen) maakt bovendien een breder scala aan toepassingen mogelijk.industrie, geneeskunde en wetenschap.
Uitstekende balk en stabiliteit
De CW-halfgeleiderpomplasermodule heeft de uitstekende lichtbundelkwaliteit en spontane stabiliteit, wat cruciaal is voor het realiseren van een regelbare, nauwkeurige laserlichtopbrengst. De modules zijn ontworpen om een goed gedefinieerd en stabiel straalprofiel te produceren, wat zorgt voor een betrouwbare en consistente pompwerking van de vastestoflaser. Deze eigenschap voldoet perfect aan de eisen van lasertoepassingen in industriële materiaalverwerking. lasersnijdenen R&D.
Continue golfwerking
De CW-werkmodus combineert de voordelen van een laser met continue golflengte en een gepulste laser. Het belangrijkste verschil tussen een CW-laser en een gepulste laser is het uitgangsvermogen.CW laser, die ook wel continue golflaser wordt genoemd, heeft de kenmerken van een stabiele werkmodus en het vermogen om een continue golf te verzenden.
Compact en betrouwbaar ontwerp
CW DPL kan eenvoudig in de huidige worden geïntegreerdvastestoflaserAfhankelijk van het compacte ontwerp en de structuur. Hun robuuste constructie en hoogwaardige componenten garanderen betrouwbaarheid op lange termijn en minimaliseren uitvaltijd en onderhoudskosten, wat vooral belangrijk is bij industriële productie en medische procedures.
De marktvraag naar de DPL-serie - Groeiende marktkansen
Naarmate de vraag naar vastestoflasers in verschillende sectoren blijft toenemen, neemt ook de vraag naar hoogwaardige pompbronnen zoals CW-diodegepompte lasermodules toe. Sectoren zoals de maakindustrie, gezondheidszorg, defensie en wetenschappelijk onderzoek vertrouwen op vastestoflasers voor precisietoepassingen.
Kortom, als diodepompbron van de vastestoflaser verhogen de productkenmerken: hoog vermogen pompvermogen, CW-werkingsmodus, uitstekende straalkwaliteit en -stabiliteit, en een compact ontwerp de marktvraag naar deze lasermodules. Als leverancier besteedt Lumispot Tech ook veel aandacht aan het optimaliseren van de prestaties en technologieën die in de DPL-serie worden toegepast.
Productbundelset van G2-A DPL van Lumispot Tech
Elke productset bevat drie groepen horizontaal gestapelde arraymodules. Elke groep horizontaal gestapelde arraymodules heeft een pompvermogen van ongeveer 100 W bij 25 A en een totaal pompvermogen van 300 W bij 25 A.
De G2-A-pompfluorescentievlek is hieronder weergegeven:
Belangrijkste technische gegevens van de G2-A diodepomp solid state laser:
Onze kracht in technologieën
1. Technologie voor tijdelijk thermisch beheer
Halfgeleidergepompte vastestoflasers worden veel gebruikt voor quasi-continue golf (CW)-toepassingen met een hoog piekvermogen en continue golf (CW)-toepassingen met een hoog gemiddeld vermogen. Bij deze lasers beïnvloeden de hoogte van de thermische afleider en de afstand tussen de chips (d.w.z. de dikte van het substraat en de chip) de warmteafvoer van het product aanzienlijk. Een grotere chip-tot-chip afstand resulteert in een betere warmteafvoer, maar vergroot het productvolume. Omgekeerd, als de chipafstand wordt verkleind, neemt de productgrootte af, maar is het warmteafvoervermogen van het product mogelijk onvoldoende. Het benutten van het meest compacte volume om een optimale halfgeleidergepompte vastestoflaser te ontwerpen die voldoet aan de warmteafvoervereisten, is een lastige opgave.
Grafiek van de steady-state thermische simulatie
Lumispot Tech past de eindige-elementenmethode toe om het temperatuurveld van het apparaat te simuleren en te berekenen. Een combinatie van steady-state thermische simulatie van warmteoverdracht met vaste stof en thermische simulatie van vloeistoftemperatuur wordt gebruikt voor thermische simulatie. Voor continue bedrijfsomstandigheden, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, wordt voorgesteld dat het product de optimale chipafstand en -indeling heeft onder steady-state thermische simulatieomstandigheden met warmteoverdracht met vaste stof. Met deze afstand en structuur heeft het product een goede warmteafvoer, een lage piektemperatuur en de meest compacte eigenschappen.
2.AuSn-soldeerinkapselingsproces
Lumispot Tech gebruikt een verpakkingstechniek waarbij AnSn-soldeer wordt gebruikt in plaats van traditioneel indiumsoldeer om problemen met thermische vermoeidheid, elektromigratie en elektrisch-thermische migratie, veroorzaakt door indiumsoldeer, aan te pakken. Door AuSn-soldeer te gebruiken, streeft ons bedrijf ernaar de betrouwbaarheid en levensduur van producten te verbeteren. Deze vervanging wordt uitgevoerd met een constante afstand tussen de staven, wat verder bijdraagt aan de verbetering van de betrouwbaarheid en levensduur van producten.
In de verpakkingstechnologie van hoogvermogen halfgeleider-gepompte vastestoflasers wordt indium (In)-metaal door steeds meer internationale fabrikanten gebruikt als lasmateriaal vanwege de voordelen van een laag smeltpunt, lage lasspanning, eenvoudige bediening en goede plastische vervorming en infiltratie. Bij halfgeleider-gepompte vastestoflasers onder continu gebruik zal de wisselende spanning echter leiden tot spanningsvermoeidheid van de indiumlaslaag, wat leidt tot productfalen. Vooral bij hoge en lage temperaturen en lange pulsbreedtes is het faalpercentage van indiumlassen zeer duidelijk.
Vergelijking van versnelde levensduurtesten van lasers met verschillende soldeerpakketten
Na 600 uur veroudering gaan alle met indiumsoldeer omhulde producten kapot. De met goud-tin omhulde producten werken daarentegen ruim 2000 uur met vrijwel geen verandering in vermogen. Dit weerspiegelt de voordelen van AuSn-inkapseling.
Om de betrouwbaarheid van hoogvermogen halfgeleiderlasers te verbeteren en tegelijkertijd de consistentie van verschillende prestatie-indicatoren te behouden, gebruikt Lumispot Tech hardsoldeer (AuSn) als nieuw type verpakkingsmateriaal. Het gebruik van substraatmateriaal met een thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE-Matched Submount) en de effectieve thermische spanningsontlading vormen een goede oplossing voor de technische problemen die zich kunnen voordoen bij de bereiding van hardsoldeer. Een noodzakelijke voorwaarde voor het solderen van het substraatmateriaal (submount) aan de halfgeleiderchip is oppervlaktemetallisatie. Oppervlaktemetallisatie is de vorming van een diffusiebarrièrelaag en een soldeerinfiltratielaag op het oppervlak van het substraatmateriaal.
Schematisch diagram van het elektromigratiemechanisme van een laser ingekapseld in indiumsoldeer
Om de betrouwbaarheid van hoogvermogen halfgeleiderlasers te verbeteren en tegelijkertijd de consistentie van verschillende prestatie-indicatoren te behouden, gebruikt Lumispot Tech hardsoldeer (AuSn) als nieuw type verpakkingsmateriaal. Het gebruik van substraatmateriaal met een thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE-Matched Submount) en de effectieve thermische spanningsontlading vormen een goede oplossing voor de technische problemen die zich kunnen voordoen bij de bereiding van hardsoldeer. Een noodzakelijke voorwaarde voor het solderen van het substraatmateriaal (submount) aan de halfgeleiderchip is oppervlaktemetallisatie. Oppervlaktemetallisatie is de vorming van een diffusiebarrièrelaag en een soldeerinfiltratielaag op het oppervlak van het substraatmateriaal.
Het doel is enerzijds om diffusie van het soldeer naar het substraatmateriaal te blokkeren en anderzijds om het soldeer te versterken met het lasvermogen van het substraatmateriaal, om te voorkomen dat de soldeerlaag in de holte terechtkomt. Oppervlaktemetallisatie kan ook oxidatie en vochtintrusie van het substraatmateriaal voorkomen, de contactweerstand tijdens het lasproces verminderen en zo de lassterkte en productbetrouwbaarheid verbeteren. Het gebruik van hardsoldeer AuSn als lasmateriaal voor halfgeleider gepompte vastestoflasers kan indiumspanningsvermoeidheid, oxidatie, elektrothermische migratie en andere defecten effectief voorkomen, wat de betrouwbaarheid van halfgeleiderlasers en de levensduur van de laser aanzienlijk verbetert. Het gebruik van goud-tin-encapsulatietechnologie kan de problemen van elektromigratie en elektrothermische migratie van indiumsoldeer overwinnen.
Oplossing van Lumispot Tech
Bij continue of gepulste lasers leidt de warmte die wordt gegenereerd door de absorptie van pompstraling door het lasermedium en de externe koeling van het medium tot een ongelijkmatige temperatuurverdeling in het lasermedium, wat resulteert in temperatuurgradiënten, veranderingen in de brekingsindex van het medium en vervolgens verschillende thermische effecten. De thermische afzetting in het versterkende medium leidt tot het thermische lenseffect en thermisch geïnduceerde dubbelbreking, wat leidt tot bepaalde verliezen in het lasersysteem, wat de stabiliteit van de laser in de holte en de kwaliteit van de uitgangsbundel beïnvloedt. In een continu werkend lasersysteem verandert de thermische spanning in het versterkende medium naarmate het pompvermogen toeneemt. De verschillende thermische effecten in het systeem hebben ernstige gevolgen voor het gehele lasersysteem om een betere straalkwaliteit en een hoger uitgangsvermogen te verkrijgen, wat een van de problemen is die moet worden opgelost. Wetenschappers worstelen al lange tijd met de vraag hoe het thermische effect van kristallen in het werkproces effectief kan worden geremd en verminderd. Dit is een van de huidige onderzoeksgebieden.
Nd:YAG laser met thermische lensholte
In het project voor de ontwikkeling van krachtige LD-gepompte Nd:YAG-lasers is gekozen voor Nd:YAG-lasers met thermische lensholte, zodat de module een hoog vermogen kan behalen bij een hoge straalkwaliteit.
In een project om een LD-gepompte Nd:YAG-laser met hoog vermogen te ontwikkelen, heeft Lumispot Tech de G2-A-module ontwikkeld. Deze lost het probleem van het lagere vermogen als gevolg van thermische lensholtes aanzienlijk op, waardoor de module een hoog vermogen met een hoge straalkwaliteit kan leveren.
Plaatsingstijd: 24-07-2023