Ühe riba dioodlaser

Ühe riba dioodi laser sisaldab MCC diood laserriba ja CS diood laserriba. MCC Diode Laser Bar‌ viitab pooljuhtlaseri ribale, mis kasutab mikrokanali jahutit (MCC). MCC Laser Bari kasutatakse peamiselt suure võimsusega pooljuhtlaserite pakendamiseks. Selle põhiomaduseks on tõhus soojuse hajutamine ja võime töötada kõrge töötsükli pidevlaine ja kvaasipideva laine tingimustes. CS-pakendatud dioodlaserriba viitab pooljuhtlaseri pakendivormile, kus "CS" tähistab juhtivusjahutust. Seda pakendivormi kasutatakse peamiselt suure võimsusega pooljuhtlaserite jaoks, eriti suure töötsükli ja pideva töörežiimi korral, mis nõuab tõhusat soojuse hajutamise lahendust.

MCC baar

CS baar

Käeshoitav karvaeemaldus

MCC dioodlaserriba

CS Diode Laser Bar, FAC valikuline

Jahutusmehhanism
Vesijahutus: Laser-vesijahutus on mõeldud soojuse hajutamiseks veeringluse kaudu. Vesi tsirkuleeritakse laseri sees ja väljaspool, et kanda soojust veele, ja seejärel taaskasutatakse pärast radiaatoris hajumist. Vesijahutusel on kõrge soojusjuhtivus ja soojusülekandevõime ning see suudab soojust kiiremini väljapoole üle kanda, tagades sellega laseri tõhusa ja stabiilse töö ning vähendades rikete määra‌.

Juhtjahutus: Juhtjahutus viitab tavaliselt materjalide, näiteks metallide, soojusjuhtivusomaduste kasutamisele soojuse hajutamiseks. See jahutusmeetod sõltub materjali soojusjuhtivuse efektiivsusest ja seda kasutatakse tavaliselt väikeste seadmete või kohaliku soojuse hajutamise jaoks.

Kohaldatavad stsenaariumid
‌Vesijahutus‌: sobib stsenaariumide jaoks, mis nõuavad pikaajalist pidevat tööd ja tagavad stabiilsuse. Vesijahutus võib anda parema soojuse hajumise ja vähendada rikete määra. See sobib suure võimsusega laseritele või rakendustele, mis nõuavad suurt stabiilsust‌.
Juhtjahutus: sobib väikestele seadmetele või kohaliku soojuse hajutamise vajadustele. Kuna juhtivusjahutus sõltub materjali soojusjuhtivuse efektiivsusest, on selle soojuse hajumise efekt suhteliselt piiratud ja see sobib madala võimsusega või madala soojuse hajumise nõudega seadmetele‌.

Hoolduskulud ja raskused
Vesijahutus: nõuab katlakivifiltrite regulaarset vahetamist ja jahutusvedeliku lisamist, mille hoolduskulud on suured.
Juhtjahutus: suhteliselt lihtne hooldus, mis nõuab ainult soojust hajutavate komponentide regulaarset puhastamist ja madalad hoolduskulud.

CW töörežiim
CW töörežiim tähendab, et laser töötab pidevalt ning väljundkiire energia jääb konstantseks ja katkematuks. See töörežiim sobib rakendustele, mis nõuavad stabiilset laserenergiat, nagu fiiberoptiline side ja materjalitöötlus. CW laserite väljundvõimsus on suhteliselt madal, kuid see võib jääda stabiilseks, mis sobib stsenaariumide jaoks, mis nõuavad pidevat laserenergia väljundit. ‌

QCW töörežiim
QCW töörežiim tähendab, et laser töötab impulsside kujul, iga impulsi kestus (laius) on piiratud ja impulsside vahel on teatud intervall. QCW laserid kiirgavad impulsse tavaliselt korduvalt kõrgel sagedusel ning impulsi laiust saab vastavalt vajadusele moduleerida laseri väljundvõimsuse ja impulsienergia juhtimiseks. See töörežiim sobib rakendusstsenaariumide jaoks, millel on kõrged ajaeraldusvõime nõuded, nagu radarisüsteemid ja meditsiiniseadmed. QCW laserite suure energiatarbega lühikesed impulsid võivad pakkuda täpseid mõõtmis- ja raviefekte. ‌

Spetsiifilised rakendusstsenaariumid
‌CW töörežiim‌: sobib rakendustele, mis nõuavad stabiilset laserenergiat, nagu fiiberoptiline side ja materjalitöötlus. Nendes rakendustes võivad CW laserid pakkuda stabiilset väljundvõimsust, et rahuldada signaali edastamise või materjali töötlemise pidevaid vajadusi.
‌QCW töörežiim‌: sobib rakendustele, millel on kõrged nõuded aja eraldusvõimele, nagu radarisüsteemid ja meditsiiniseadmed. QCW laserite suure energiatarbega lühikesed impulsid võivad pakkuda täpseid mõõtmis- ja raviefekte.

Erinevad jahutusmeetodid: CS-ga pakendatud laserriba kasutab passiivset jahutust ja tavaliselt ei vaja täiendavaid jahutussüsteeme, nagu deioniseeritud vesi ja kõrgsurvepumba tsirkulatsioonijahutus. Mikrokanaliga laserriba kasutab vedelikjahutust, eriti mikrokanali jahutit (MCC), mille jahutusvedeliku sisselaskeava asub laserriba lähedal ja millel on kõrge soojuse hajumise efektiivsus.
Struktuurne erinevus: CS-pakendatud dioodiriba struktuur on suhteliselt lihtne ja ei pruugi hõlmata keerulist jahutuskanali disaini. Mikrokanaliga dioodiriba sisaldab mikrokanaliga jahutit, mis on selle struktuuri oluline osa tõhusaks soojuse hajutamiseks.

• Hooldusnõuded:CS pakett: hooldusvaba disain, mikrokanaliga laserdioodita, deioniseeritud veeta ja kõrgsurvepumba tsirkulatsioonijahutus.
• Mikrokanali laserdioodi riba:Jahutussüsteemi regulaarne hooldus on vajalik.
• Erinevad rakendusstsenaariumid:Tänu oma hooldusvabale ja lihtsale jahutusmeetodile sobib CS-pakendatud dioodvarras väga hästi tööstusliku kvaliteediga laserrakenduste jaoks.

Mikrokanali dioodvarras on selle kõrge soojuse hajumise efektiivsuse tõttu sobivam kasutamiseks kõrge töötsükli ja pideva töörežiimi korral.

FAC-objektiiviga CS laserriba põhifunktsioonide hulka kuulub valguse teravustamine, kiire suuna suurendamine ja kiire lahknemisnurga vähendamine. ‌

Laserriba kiirgav valgus on juba ise laservalgus, kuid kuna see on resonaatorist väljudes tavaliselt elliptiline või koomakujuline, on selle teravustamiseks vaja objektiivi. Objektiivi ülesanne on teravustada need kiired valguspunktiks, suurendades seeläbi kiire suunatavust ja vähendades kiire lahknemisnurka.

Fookuse valgus
Objektiiv suudab tõhusalt fokuseerida laserdioodi kiirgavat valgust, moodustades valguspunkti. See teravustamisefekt võib märkimisväärselt suurendada valguse projitseerimiskaugust ja heledust, muutes laserdioodide kasutamise tõhusamaks ja praktilisemaks‌.

Suurendage kiire suunatavust
Läbi objektiivi fokusseerides saab laserdioodi kiirgav kiir olla kontsentreeritum ja suunatum. See tähendab, et kiir saab levida kindlas suunas täpsemalt, vähendades kiire hajumist ja difusiooni ning parandades kiire ülekandeefektiivsust‌.

Vähendage kiire lahknemise nurka
Läätsede kasutamine võib oluliselt vähendada laserdioodi kiiratava kiire lahknemisnurka. Vähendatud lahknemisnurk tähendab, et kiir suudab levimise ajal säilitada väiksemat levikut, parandades seeläbi kiire kollimatsiooni ja stabiilsust.

Vesijahutusega laser-MCC laserribade kasutamisel pöörake tähelepanu järgmistele punktidele.
‌Tagage vesijahutussüsteemi õige paigaldamine ja ühendamine: sh vesijahutid, veetorud ja jahutusvedelikud, kontrollige, kas ühendus on kindel ja vältige vee lekkimist või lekkimist‌.
‌Valige sobiv jahutusvedelik‌: Soovitatav on kasutada hea soojuseraldusvõimega ja korrosioonivastaste omadustega vedelikku, näiteks destilleeritud vett või jahutusvedeliku segu, ning vältida seadmeid kahjustavate vedelike kasutamist.
‌Vesijahutussüsteemi temperatuuri juhtimine‌: reguleerige temperatuuri vastavalt laseri nõuetele ja töökeskkonnale, et seadmed töötaksid sobival temperatuuril. Liiga kõrge või liiga madal temperatuur ei ole hea.
‌Puhastage vesijahutussüsteemi regulaarselt‌: vältige veetorude, jahutite jms ummistumist mustusest, mis mõjutab soojuse hajumise efektiivsust. Kasutage puhastamiseks pehmet harja või suruõhku.
‌Vältige külmumist‌: madala temperatuuriga keskkonnas veenduge, et laser ja vesijahuti on alati keskkonnas, mille temperatuur on üle 0 Celsiuse kraadi, või hoidke laserit ja veejahutit sisselülitatud olekus, et vältida torus oleva vee sattumist. külmutamine.
‌Kasutage antifriisi‌: kui temperatuur langeb alla 0 kraadi, kasutage kogu jahutusvee jaoks antifriisi; kui seda pikka aega ei kasutata või toide on välja lülitatud, tühjendage vesijahutist ja hoidke seadet temperatuuril üle 5 kraadi ‌.
Ülaltoodud meetmete abil saab tagada, et vesijahutusega MCC laserriba säilitab optimaalse jõudluse ja pikendab selle kasutusiga kasutamise ajal.

CS-pakendatud laserdioodi komponendid sisaldavad peamiselt järgmisi osi:

Laserkiip: see on laserdioodi põhiosa, mis vastutab laservalguse kiirgamise eest. Laserkiip koosneb tavaliselt p-tüüpi pooljuhist ja n-tüüpi pooljuhist koosnevast pn-siirdest, mis sisaldab valgust kiirgavat aktiivkihti ja valgust peegeldavat katet.

Metalliseerimiskiht: Metalliseerimiskihti kasutatakse laserkiibi ja muude komponentide ühendamiseks. Tavaliselt on see jagatud isolatsioonivõrguks ning katood ja anood on projekteeritud sellele kihile.

Paigaldusalus: Paigaldussubstraati kasutatakse laserkiibi kinnitamiseks ja toetamiseks ning soojuse hajutamiseks. Mõnel juhul kasutatakse paigaldusaluspinda ka jahutusradiaatori isoleerimiseks.

Soojuse hajumise tee: selleks, et laserdiood töötamise ajal üle ei kuumeneks, on tavaliselt ette nähtud soojuse hajumise tee. Soojuse hajumise tee võib olenevalt pakendi konstruktsioonist olla vertikaalne või horisontaalne

Laserkiire naeratuse efekt viitab asjaolule, et pooljuhtlasermassiivis (LDA) tekitab laserkiip pakkimisprotsessi käigus tekkinud termilise pinge tõttu valgust kiirgavat paindet kiire telje suunas, põhjustades igale pooljuhtlasermassiivile valguse laike. valgust kiirgav seade, et see ei oleks sirgjoonel. Seda nähtust tuntakse "naeratuse" efektina.

Põhjus
"Naeratuse" efekti peamine põhjus on pakkimisprotsessi ajal laserkiibi ja pakkematerjalide (nt substraadi jahutusradiaatori) soojuspaisumise koefitsiendi mittevastavus, mille tulemuseks on termiline stress. See termiline pinge suureneb veelgi, kui laser töötab, põhjustades laserkiibi paindumist, mõjutades seega kiire lineaarsust.

Mõjutamine
"Naeratuse" efektil on oluline mõju kiire kvaliteedile, mis väljendub peamiselt kiire lineaarsuse halvenemises ja valguslaikude ühtlases jaotumises. See muudab kiire kollimatsiooni, vormimise ja kiudude ühendamise keerulisemaks, mõjutades seeläbi laseri üldist jõudlust.

Praktilised tagajärjed ja lahendused
Praktilistes rakendustes mõjutab "naeratuse" efekt suure võimsusega pooljuhtlaserite kiirte kvaliteeti, eriti rakendustes, mis nõuavad ülitäpset joondust. "Naeratuse" efekti mõju vähendamiseks saab seda parandada, optimeerides pakkimisprotsessi, kasutades sobivama soojuspaisumisteguriga materjale ning võttes arvesse temperatuurimuutuste mõju tala kvaliteedile disainis.

CS laserdioodide (LD) kasutamine trükitehnoloogias sõltub peamiselt nende suurest efektiivsusest, suurest võimsustihedusest ja täpsest juhtimisest. Laserdioodid genereerivad stimuleeritud emissiooni põhimõttel lasereid, mida kasutatakse materjalide täpseks eemaldamiseks või kõvendamiseks trükkimise ajal.

Laserdioodide tööpõhimõte
Laserdioodi põhistruktuur on PN-siirde, mis koosneb P-tüüpi pooljuhist ja erinevate lisanditega legeeritud N-tüüpi pooljuhist. Kui PN-siirde suhtes rakendatakse edasinihkumist, liiguvad elektronid N-piirkonnast P-piirkonda ja augud liiguvad P-piirkonnast N-piirkonda. Need elektronid ja augud rekombineeruvad PN-ristmiku lähedal, et tekitada footoneid. Laserite genereerimiseks on vaja ka stimuleeritud emissiooni ja optilisi resonaatoreid. Stimuleeritud emissioon tähendab, et kui elektron hüppab kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele, eraldub footon. Kui see footon interakteerub teise elektroniga kõrgel energiatasemel, vabastab see elektron samuti sama sageduse ja faasiga footoni, saavutades seeläbi valguse võimenduse. Optiline resonaator kasutab õõnsuses olevate footonite peegeldamiseks reflektorit, suurendades veelgi footonite arvu ja moodustades lõpuks laseri. ‌

Laserdioodide kasutamine trükitehnoloogias
Trükitehnoloogias kasutatakse laserdioode peamiselt laserprintimisel. Laserprinteri põhikomponent on laserskanner, mis skaneerib valgustundliku trumli pinda laserdioodi tekitatud laserkiirega. Kui laserkiir kiiritab valgustundlikku trumlit, neelab valgustundlikul trumlil olev fotojuhtiv materjal laserenergia ja moodustab elektrostaatilise varjatud kujutise. Seejärel adsorbeeritakse tooner trükkimise lõpuleviimiseks elektrostaatilisele latentse kujutisele.

MCC laserdioodivardaid saab pakendada laserdioodide virna. ‌

MCC laserdioodivardaid saab pakendada laserdioodide virna vertikaalse virna (V-stack) abil. Vertikaalsed pinu pooljuhtlaserid lahendavad horisontaalmassiiviga laserite kiire kvaliteedi probleemi ja nende kiire kvaliteet on kooskõlas ühe laserkiire omaga, mis sobib kõrgete kiirete kvaliteedinõuetega rakenduste jaoks. Lisaks saab pakkimistehnoloogia täiustamisega tõsta vertikaalselt virnastatud laseri laservarraste arvu mõnelt paarilt 70-le ning ka maksimaalne väljundvõimsus võib ulatuda KW-ni.

Pakendi struktuur
MCC laserdioodi vardade pakendistruktuur sisaldab üldiselt katoodi, anoodi, jahutusvedeliku sisse- ja väljalaskeava. Jahutusvedeliku jahutusvedeliku sisselaskeava on lasermassiivi anoodi lähedal, jahutusvedeliku väljalaskeava aga katoodi lähedal. See struktuur võimaldab MCC laserdioodi vardadel tõhusalt soojust hajutada ja soojust juhtida, kui need on massiivi virnastatud.

Rakenduse stsenaariumid
Pärast laserdioodide virnasse pakkimist saab MCC laserdioodi ribasid kasutada mitmesuguste suure võimsusega laserinõudluse stsenaariumide jaoks, nagu tööstuslik töötlemine, teadusuuringud, meditsiiniseadmed jne. Tänu nende suurele väljundvõimsusele ja heale kiirele kvaliteedile on MCC Laserdioodvardad vastavad nendes valdkondades laserseadmete kõrgetele nõuetele pärast pakkimist.

Ühevardaga dioodlaser on saadaval monteerimata laserdioodlattidena või monteeritud juhtivalt või aktiivselt jahutatud pakendites. Enamik dioodivardaid töötab lainepikkuse piirkonnas 755 kuni 860 nm või vahemikus 940 nm kuni 980 nm. Kõige silmatorkavamad on lainepikkused 808 nm (neodüümlaserite pumpamiseks) ja 940 nm (Yb:YAG pumpamiseks). Teine oluline lainepikkus on umbes 975–980 nm erbiumiga või ütterbiumiga legeeritud suure võimsusega kiudlaserite ja võimendite pumpamiseks. Tüüpilist passiivjahutusega dioodi pakutakse CS-kinnitusel, mis on standardpakett, mis ühildub termoelektrilisel jahutil (TEC) põhineva kinnitusseadmega. CS-kinnitus sobib kvaasi-CW (QCW) ja keskmise võimsusega CW töötamiseks. Aktiivseks vesijahutuseks kasutab see mikrokanaliga jahutusradiaatoreid. Väljundvõimsuse suurendamiseks saab horisontaal- või vertikaalsuunas virnastada mitu riba.

Suure võimsusega ühevardaga dioodlaserit kasutatakse vahetult (otsedioodlaseritena) lasermaterjalide töötlemisel (nt laserkeevitus ja teatud pinnatöötlused) ning meditsiinilaseritena (nt fotodünaamilises teraapias, tätoveeringute eemaldamises, laserkirurgia puhul). Dioodvardaid arendatakse edasi ka sõjaliseks kasutamiseks lahinguvälja laserrelvadena. Väga suure võimsuse jaoks (üle 100 W) kasutatakse dioodivirnasid, mis on olulised mitmed vertikaalsuunas virnastatud dioodiribad. Teine levinud rakendus on suure võimsusega tahkislaserite pumpamine – nii hulgi- kui ka kiudlaserid.

Brandnew Technology, üks juhtivaid dioodlaserite tootjaid ja tarnijaid Hiinas, omab professionaalset tehast, mis toodab kvaliteetseid CS-mount LD, ühe riba dioodlaserit, CW dioodlaserit ja müüb konkurentsivõimelise hinnaga. Tere tulemast meie Hiinas valmistatud toodete hulgimüüki.