| Soldadura d'encapsulació de Piles de barres làser de díodes | AuSn embalat |
| Longitud d'ona central | 1064 nm |
| Potència de sortida | ≥55W |
| Corrent de treball | ≤30 A |
| Tensió de treball | ≤24V |
| Mode de treball | CW |
| Longitud de la cavitat | 900 mm |
| Mirall de sortida | T = 20% |
| Temperatura de l'aigua | 25 ± 3 ℃ |
Subscriu-te a les nostres xarxes socials per a una publicació ràpida
Resum
La demanda de mòduls làser bombejats amb díodes CW (Ona contínua) està augmentant ràpidament com a font de bombeig essencial per als làsers d'estat sòlid. Aquests mòduls ofereixen avantatges únics per satisfer els requisits específics de les aplicacions làser d'estat sòlid. G2 - Un làser d'estat sòlid de bomba de díodes, el nou producte de la sèrie de bombes de díodes CW de LumiSpot Tech, té un camp d'aplicació més ampli i millors capacitats de rendiment.
En aquest article, inclourem contingut centrat en les aplicacions del producte, les característiques del producte i els avantatges del producte pel que fa al làser d'estat sòlid de la bomba de díode CW. Al final de l'article, mostraré l'informe de prova del CW DPL de Lumispot Tech i els nostres avantatges especials.
El camp d'aplicació
Els làsers de semiconductors d'alta potència s'utilitzen principalment com a fonts de bomba per a làsers d'estat sòlid. En aplicacions pràctiques, una font de bombeig de díodes làser de semiconductors és clau per optimitzar la tecnologia làser d'estat sòlid bombejada amb díodes làser.
Aquest tipus de làser utilitza un làser semiconductor amb una sortida de longitud d'ona fixa en lloc de la tradicional làmpada de kripton o xenó per bombar els cristalls. Com a resultat, aquest làser millorat s'anomena 2ndgeneració de làser de bomba CW (G2-A), que té les característiques d'alta eficiència, llarga vida útil, bona qualitat del feix, bona estabilitat, compacitat i miniaturització.
Capacitat de bombeig d'alta potència
CW Diode Pump Source ofereix una intensa ràfega d'energia òptica, bombejant eficaçment el mitjà de guany al làser d'estat sòlid, per obtenir el millor rendiment del làser d'estat sòlid. A més, la seva potència màxima relativament alta (o potència mitjana) permet una gamma més àmplia d'aplicacionsindústria, medicina i ciència.
Feix i estabilitat excel·lents
El mòdul làser de bombeig de semiconductors CW té l'excel·lent qualitat d'un feix de llum, amb estabilitat espontània, que és crucial per aconseguir la sortida de llum làser precisa i controlable. Els mòduls estan dissenyats per produir un perfil de feix estable i ben definit, assegurant un bombeig fiable i consistent del làser d'estat sòlid. Aquesta característica compleix perfectament les exigències de l'aplicació làser en el processament de materials industrials, tall per làser, i R+D.
Funcionament d'ona contínua
El mode de treball CW combina els dos mèrits del làser de longitud d'ona contínua i el làser polsat. La principal diferència entre el làser CW i el làser polsat és la potència de sortida.CW El làser, que també es coneix com a làser d'ona contínua, té les característiques d'un mode de treball estable i la capacitat d'enviar una ona contínua.
Disseny compacte i fiable
CW DPL es pot integrar fàcilment al correntlàser d'estat sòliddepenent del disseny i estructura compactes. La seva construcció robusta i els seus components d'alta qualitat garanteixen una fiabilitat a llarg termini, minimitzant el temps d'inactivitat i els costos de manteniment, que és especialment important en la fabricació industrial i els procediments mèdics.
La demanda del mercat de la sèrie de DPL - Oportunitats de mercat en creixement
A mesura que la demanda de làsers d'estat sòlid continua expandint-se a diferents indústries, també ho fa la necessitat de fonts de bombeig d'alt rendiment, com ara mòduls làser bombejats amb díode CW. Indústries com la fabricació, la sanitat, la defensa i la investigació científica es basen en làsers d'estat sòlid per a aplicacions de precisió.
En resum, com a font de bombeig de díodes del làser d'estat sòlid, les característiques dels productes: capacitat de bombeig d'alta potència, mode de funcionament CW, excel·lent qualitat i estabilitat del feix i disseny d'estructura compacta, augmenten la demanda del mercat en aquests mòduls làser. Com a proveïdor, Lumispot Tech també s'esforça molt a optimitzar el rendiment i les tecnologies aplicades a la sèrie DPL.
Paquet de productes de G2-A DPL de Lumispot Tech
Cada conjunt de productes conté tres grups de mòduls de matriu apilats horitzontalment, cada grup de mòduls de matriu apilats horitzontals amb una potència de bombeig d'uns 100 W @ 25 A i una potència de bombeig global de 300 W @ 25 A.
El punt de fluorescència de la bomba G2-A es mostra a continuació:
Les principals dades tècniques del làser d'estat sòlid de la bomba de díode G2-A:
La nostra força en tecnologies
1. Tecnologia de gestió tèrmica transitòria
Els làsers d'estat sòlid bombejats per semiconductors s'utilitzen àmpliament per a aplicacions d'ona quasi contínua (CW) amb una sortida de potència màxima elevada i aplicacions d'ona contínua (CW) amb una sortida de potència mitjana alta. En aquests làsers, l'alçada de l'aigüera tèrmica i la distància entre les fitxes (és a dir, el gruix del substrat i el xip) influeixen significativament en la capacitat de dissipació de calor del producte. Una distància més gran entre xip es tradueix en una millor dissipació de la calor, però augmenta el volum del producte. Per contra, si es redueix l'espai entre xips, la mida del producte es reduirà, però la capacitat de dissipació de calor del producte pot ser insuficient. Utilitzar el volum més compacte per dissenyar un làser d'estat sòlid bombat per semiconductors òptim que compleixi els requisits de dissipació de calor és una tasca difícil en el disseny.
Gràfic de la simulació tèrmica en estat estacionari
Lumispot Tech aplica el mètode d'elements finits per simular i calcular el camp de temperatura del dispositiu. Per a la simulació tèrmica s'utilitza una combinació de simulació tèrmica en estat estacionari de transferència de calor sòlida i simulació tèrmica de temperatura líquida. Per a condicions d'operació contínua, tal com es mostra a la figura següent: es proposa que el producte tingui l'espai i la disposició dels xips òptims sota les condicions de simulació tèrmica en estat estacionari de transferència de calor sòlida. Sota aquest espai i estructura, el producte té una bona capacitat de dissipació de calor, una temperatura màxima baixa i la característica més compacta.
2.Soldadura AuSnprocés d'encapsulació
Lumispot Tech utilitza una tècnica d'embalatge que utilitza soldadura AnSn en lloc de la soldadura d'indi tradicional per abordar problemes relacionats amb la fatiga tèrmica, l'electromigració i la migració elèctrica-tèrmica causada per la soldadura d'indi. Mitjançant l'adopció de la soldadura AuSn, la nostra empresa pretén millorar la fiabilitat i la longevitat del producte. Aquesta substitució es porta a terme alhora que garanteix un espai constant entre les barres, contribuint encara més a la millora de la fiabilitat i la vida útil del producte.
En la tecnologia d'embalatge de làser d'estat sòlid bombat per semiconductors d'alta potència, el metall d'indi (In) ha estat adoptat com a material de soldadura per més fabricants internacionals a causa dels seus avantatges de baix punt de fusió, baixa tensió de soldadura, fàcil operació i bon plàstic. deformació i infiltració. Tanmateix, per als làsers d'estat sòlid bombejats per semiconductors en condicions d'aplicació de funcionament continu, l'estrès alternatiu provocarà fatiga per estrès de la capa de soldadura d'indi, que provocarà una fallada del producte. Especialment a temperatures altes i baixes i amplades de pols llargues, la taxa de fallada de la soldadura d'indi és molt evident.
Comparació de proves de vida accelerada de làsers amb diferents paquets de soldadura
Després de 600 hores d'envelliment, tots els productes encapsulats amb soldadura d'indi fallen; mentre que els productes encapsulats amb llauna d'or funcionen durant més de 2.000 hores sense gairebé cap canvi de potència; reflectint els avantatges de l'encapsulació AuSn.
Per tal de millorar la fiabilitat dels làsers de semiconductors d'alta potència mantenint la consistència de diversos indicadors de rendiment, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) com a nou tipus de material d'embalatge. L'ús de material de substrat coincident amb coeficient d'expansió tèrmica (CTE-Matched Submount), l'alliberament efectiu de l'estrès tèrmic, una bona solució als problemes tècnics que es poden trobar en la preparació de la soldadura dura. Una condició necessària perquè el material del substrat (submuntatge) es pugui soldar al xip semiconductor és la metal·lització superficial. La metal·lització superficial és la formació d'una capa de barrera de difusió i una capa d'infiltració de soldadura a la superfície del material del substrat.
Diagrama esquemàtic del mecanisme d'electromigració d'un làser encapsulat en soldadura d'indi
Per tal de millorar la fiabilitat dels làsers de semiconductors d'alta potència mantenint la consistència de diversos indicadors de rendiment, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) com a nou tipus de material d'embalatge. L'ús de material de substrat coincident amb coeficient d'expansió tèrmica (CTE-Matched Submount), l'alliberament efectiu de l'estrès tèrmic, una bona solució als problemes tècnics que es poden trobar en la preparació de la soldadura dura. Una condició necessària perquè el material del substrat (submuntatge) es pugui soldar al xip semiconductor és la metal·lització superficial. La metal·lització superficial és la formació d'una capa de barrera de difusió i una capa d'infiltració de soldadura a la superfície del material del substrat.
El seu propòsit és, d'una banda, bloquejar la soldadura a la difusió del material del substrat, d'altra banda és reforçar la soldadura amb la capacitat de soldadura del material del substrat, per evitar la capa de soldadura de la cavitat. La metal·lització superficial també pot prevenir l'oxidació de la superfície del material del substrat i la intrusió d'humitat, reduir la resistència de contacte en el procés de soldadura i millorar així la resistència de la soldadura i la fiabilitat del producte. L'ús de soldadura dura AuSn com a material de soldadura per a làsers d'estat sòlid bombat per semiconductors pot evitar eficaçment la fatiga de l'estrès d'indi, l'oxidació i la migració electrotèrmica i altres defectes, millorant significativament la fiabilitat dels làsers semiconductors així com la vida útil del làser. L'ús de la tecnologia d'encapsulació d'or-estany pot superar els problemes d'electromigració i migració electrotèrmica de la soldadura d'indi.
Solució de Lumispot Tech
En làsers continus o polsats, la calor generada per l'absorció de la radiació de la bomba pel medi làser i el refredament extern del medi condueixen a una distribució desigual de la temperatura dins del medi làser, donant lloc a gradients de temperatura, provocant canvis en l'índex de refracció del medi. i després produint diversos efectes tèrmics. La deposició tèrmica dins del medi de guany condueix a l'efecte de lents tèrmiques i efecte de birrefringència induït tèrmicament, que produeix certes pèrdues en el sistema làser, afectant l'estabilitat del làser a la cavitat i la qualitat del feix de sortida. En un sistema làser en funcionament continu, l'estrès tèrmic en el medi de guany canvia a mesura que augmenta la potència de la bomba. Els diferents efectes tèrmics del sistema afecten seriosament tot el sistema làser per obtenir una millor qualitat del feix i una major potència de sortida, que és un dels problemes a resoldre. Com inhibir i mitigar eficaçment l'efecte tèrmic dels cristalls en el procés de treball, els científics han tingut problemes durant molt de temps, s'ha convertit en un dels punts d'investigació actuals.
Làser Nd:YAG amb cavitat de lent tèrmica
En el projecte de desenvolupament de làsers Nd:YAG amb bombeig LD d'alta potència, es van resoldre els làsers Nd:YAG amb cavitat de lents tèrmiques, de manera que el mòdul pugui obtenir una gran potència alhora que s'obté una alta qualitat del feix.
En un projecte per desenvolupar un làser Nd:YAG bombat per LD d'alta potència, Lumispot Tech ha desenvolupat el mòdul G2-A, que resol en gran mesura el problema de la potència inferior a causa de les cavitats que contenen lents tèrmiques, permetent que el mòdul obtingui una gran potència. amb alta qualitat del feix.
Hora de publicació: 24-jul-2023