| Soldadura d'encapsulació de Piles de barres làser de díodes | AuSn empaquetat |
| longitud d'ona central | 1064 nm |
| Potència de sortida | ≥55W |
| Corrent de treball | ≤30 A |
| Voltatge 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 publicacions ràpides
Resum
La demanda de mòduls làser d'ona contínua (CW) bombats per díodes està augmentant ràpidament com a font de bombament essencial per als làsers d'estat sòlid. Aquests mòduls ofereixen avantatges únics per satisfer els requisits específics de les aplicacions de làser d'estat sòlid. G2 - Un làser d'estat sòlid amb 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 amb 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 semiconductors d'alta potència s'utilitzen principalment com a fonts de bombament per a làsers d'estat sòlid. En aplicacions pràctiques, una font de bombament de díode làser semiconductor és clau per optimitzar la tecnologia làser d'estat sòlid bombada per díode làser.
Aquest tipus de làser utilitza un làser semiconductor amb una sortida de longitud d'ona fixa en lloc de la làmpada tradicional de criptó 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 bombament d'alta potència
La font de bombament de díodes CW ofereix una intensa ràfega de taxa d'energia òptica, bombant eficaçment el medi de guany en el làser d'estat sòlid, per aconseguir 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'aplicacions enindústria, medicina i ciència.
Excel·lent biga i estabilitat
El mòdul làser de bombament de semiconductors CW té la qualitat excepcional d'un feix de llum, amb estabilitat espontània, cosa que és crucial per aconseguir una sortida de llum làser precisa i controlable. Els mòduls estan dissenyats per produir un perfil de feix ben definit i estable, garantint un bombament fiable i consistent del làser d'estat sòlid. Aquesta característica satisfà perfectament les demandes 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 avantatges del làser de longitud d'ona contínua i del làser pulsat. La principal diferència entre el làser CW i un làser pulsat és la potència de sortida.CW El làser, també conegut 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
El CW DPL es pot integrar fàcilment en el correntlàser d'estat sòliddepenent del disseny i l'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, cosa que és especialment important en la fabricació industrial i els procediments mèdics.
La demanda del mercat de la sèrie DPL: oportunitats creixents del mercat
A mesura que la demanda de làsers d'estat sòlid continua expandint-se en diferents indústries, també ho fa la necessitat de fonts de bombament d'alt rendiment com ara mòduls làser bombats per díodes CW. Indústries com la fabricació, la sanitat, la defensa i la investigació científica depenen dels làsers d'estat sòlid per a aplicacions de precisió.
En resum, com a font de bombament de díodes del làser d'estat sòlid, les característiques dels productes: capacitat de bombament d'alta potència, mode de funcionament CW, excel·lent qualitat i estabilitat del feix i disseny d'estructura compacta, augmenten la demanda del mercat d'aquests mòduls làser. Com a proveïdor, Lumispot Tech també fa molts esforços per optimitzar el rendiment i les tecnologies aplicades a la sèrie DPL.
Conjunt de productes 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 apilada horitzontalment té una potència de bombament d'uns 100 W a 25 A i una potència de bombament total de 300 W a 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 bombats per semiconductors s'utilitzen àmpliament per a aplicacions d'ona quasi contínua (CW) amb una potència màxima de sortida elevada i aplicacions d'ona contínua (CW) amb una potència mitjana de sortida elevada. En aquests làsers, l'alçada del dissipador tèrmic i la distància entre els xips (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 xips resulta en una millor dissipació de 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 dels 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 de funcionament continu, com es mostra a la figura següent: es proposa que el producte tingui l'espaiat i la disposició òptims dels xips en les condicions de simulació tèrmica en estat estacionari de transferència de calor sòlida. En aquest espaiat i estructura, el producte té una bona capacitat de dissipació de calor, una baixa temperatura màxima i la característica més compacta.
2.Soldadura AuSnprocés d'encapsulació
Lumispot Tech utilitza una tècnica d'encapsulat que utilitza soldadura d'AnSn en lloc de la soldadura d'indi tradicional per abordar els problemes relacionats amb la fatiga tèrmica, l'electromigració i la migració elèctrica-tèrmica causada per la soldadura d'indi. En adoptar la soldadura d'AuSn, la nostra empresa pretén millorar la fiabilitat i la longevitat del producte. Aquesta substitució es duu a terme garantint un espaiament constant entre les piles de barres, cosa que contribueix encara més a la millora de la fiabilitat i la vida útil del producte.
En la tecnologia d'envasament de làsers d'estat sòlid bombats 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 funcionament i bona deformació plàstica i infiltració. Tanmateix, per als làsers d'estat sòlid bombats per semiconductors en condicions d'aplicació de funcionament continu, la tensió alterna provocarà fatiga per tensió de la capa de soldadura d'indi, cosa que conduirà a la 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 òbvia.
Comparació de proves de vida útil 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 estany d'or funcionen durant més de 2.000 hores gairebé sense canvis de potència; reflectint els avantatges de l'encapsulació AuSn.
Per tal de millorar la fiabilitat dels làsers semiconductors d'alta potència i mantenir la consistència de diversos indicadors de rendiment, Lumispot Tech adopta la soldadura dura (AuSn) com a nou tipus de material d'embalatge. L'ús d'un material de substrat amb coeficient d'expansió tèrmica coincident (CTE-Matched Submount), l'alliberament eficaç de la tensió tèrmica, és 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 (submount) 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 semiconductors d'alta potència i mantenir la consistència de diversos indicadors de rendiment, Lumispot Tech adopta la soldadura dura (AuSn) com a nou tipus de material d'embalatge. L'ús d'un material de substrat amb coeficient d'expansió tèrmica coincident (CTE-Matched Submount), l'alliberament eficaç de la tensió tèrmica, és 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 (submount) 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 difusió de la soldadura al material del substrat i, de l'altra, enfortir la soldadura amb la capacitat de soldadura del material del substrat per evitar que la capa de soldadura s'enfonsi a la cavitat. La metal·lització superficial també pot prevenir l'oxidació superficial del material del substrat i la intrusió d'humitat, reduir la resistència de contacte en el procés de soldadura i, per tant, millorar 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 bombats amb semiconductors pot evitar eficaçment la fatiga per 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 pulsats, la calor generada per l'absorció de la radiació de bombament 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, causant canvis en l'índex de refracció del medi i produint diversos efectes tèrmics. La deposició tèrmica dins del medi de guany condueix a l'efecte de lent tèrmica i a l'efecte de birefringència induïda 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, la tensió tèrmica en el medi de guany canvia a mesura que augmenta la potència de la bombament. Els diversos 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 estat preocupats durant molt de temps, s'ha convertit en un dels punts calents de la recerca actual.
Làser Nd:YAG amb cavitat de lent tèrmica
En el projecte de desenvolupament de làsers Nd:YAG d'alta potència bombats per LD, es van resoldre els làsers Nd:YAG amb cavitat de lent tèrmica, de manera que el mòdul pot obtenir una alta potència alhora que obté una alta qualitat de feix.
En un projecte per desenvolupar un làser Nd:YAG d'alta potència bombat per LD, Lumispot Tech ha desenvolupat el mòdul G2-A, que resol en gran mesura el problema de la menor potència a causa de les cavitats que contenen lents tèrmiques, permetent que el mòdul obtingui una alta potència amb una alta qualitat de feix.
Data de publicació: 24 de juliol de 2023