הלחמת אנקפסולציה של ערימות מוטות לייזר דיודה | ארוז ב-Ausn |
אורך גל מרכזי | 1064 ננומטר |
הספק פלט | ≥55W |
זרם עבודה | ≤30 אמפר |
מתח עבודה | ≤24V |
מצב עבודה | CW |
אורך חלל | 900 מ"מ |
מראה פלט | ת = 20% |
טמפרטורת המים | 25±3℃ |
הירשמו לרשתות החברתיות שלנו לפוסטים מהירים
הביקוש למודולי לייזר מסוג CW (גל רציף) המופעלים באמצעות שאיבת דיודה עולה במהירות כמקור שאיבה חיוני עבור לייזרים במצב מוצק. מודולים אלה מציעים יתרונות ייחודיים כדי לענות על הדרישות הספציפיות של יישומי לייזר במצב מוצק. G2 - לייזר מצב מוצק עם משאבת דיודה, המוצר החדש בסדרת משאבות הדיודה CW של LumiSpot Tech, בעל תחום יישומים רחב יותר ויכולות ביצועים טובות יותר.
במאמר זה, נכלול תוכן המתמקד ביישומי המוצר, מאפייני המוצר ויתרונות המוצר בנוגע ללייזר מצב מוצק מסוג CW DPL. בסוף המאמר, אדגים את דוח הבדיקה של ה-CW DPL של Lumispot Tech ואת היתרונות המיוחדים שלנו.
שדה היישום
לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה משמשים בעיקר כמקורות שאיבה עבור לייזרים במצב מוצק. ביישומים מעשיים, מקור שאיבה של דיודה בלייזר מוליך למחצה הוא המפתח לאופטימיזציה של טכנולוגיית לייזר במצב מוצק המופעלת על ידי דיודה.
לייזר מסוג זה משתמש בלייזר מוליך למחצה עם תפוקת אורך גל קבועה במקום מנורת קריפטון או קסנון מסורתית כדי לשאוב את הגבישים. כתוצאה מכך, לייזר משודרג זה נקרא ה-2.ndדור של לייזר משאבה CW (G2-A), בעל מאפיינים של יעילות גבוהה, חיי שירות ארוכים, איכות קרן טובה, יציבות טובה, קומפקטיות ומזעור.


יכולת שאיבה בעלת עוצמה גבוהה
מקור משאבת דיודה CW מציע פרץ אנרגיה אופטית אינטנסיבי, תוך שאיבת יעילות של מדיום ההגבר בלייזר במצב מוצק, כדי להשיג את הביצועים הטובים ביותר של לייזר המצב המוצק. כמו כן, הספק השיא הגבוה יחסית שלו (או הספק ממוצע) מאפשר מגוון רחב יותר של יישומים ב...תעשייה, רפואה ומדע.
קרן ויציבות מצוינות
מודול לייזר שאיבה למחצה CW בעל איכות יוצאת דופן של קרן אור, עם יציבות ספונטנית, שהיא קריטית למימוש פלט אור לייזר מדויק וניתן לשליטה. המודולים מתוכננים לייצר פרופיל קרן מוגדר היטב ויציב, המבטיח שאיבה אמינה ועקבית של לייזר המצב המוצק. תכונה זו עונה בצורה מושלמת על הדרישות של יישומי לייזר בעיבוד חומרים תעשייתי, חיתוך לייזר, ומחקר ופיתוח.
פעולה גל רציפה
מצב העבודה CW משלב את היתרונות של לייזר באורך גל רציף ולייזר פועם. ההבדל העיקרי בין לייזר CW ללייזר פועם הוא תפוקת ההספק.CW לייזר, המכונה גם לייזר גל רציף, בעל מאפיינים של מצב עבודה יציב ויכולת לשלוח גל רציף.
עיצוב קומפקטי ואמין
ניתן לשלב בקלות CW DPL במערכת הנוכחיתלייזר במצב מוצקבהתאם לעיצוב והמבנה הקומפקטיים. הבנייה החזקה והרכיבים האיכותיים שלהם מבטיחים אמינות לטווח ארוך, תוך מזעור עלויות השבתה ותחזוקה, דבר שחשוב במיוחד בייצור תעשייתי ובפרוצדורות רפואיות.
ביקוש השוק לסדרת DPL - הזדמנויות שוק גוברות
ככל שהביקוש ללייזרי מצב מוצק ממשיך להתרחב בתעשיות שונות, כך גם גובר הצורך במקורות שאיבה בעלי ביצועים גבוהים כגון מודולי לייזר המופעלים על ידי דיודות CW. תעשיות כמו ייצור, שירותי בריאות, ביטחון ומחקר מדעי מסתמכות על לייזרים במצב מוצק ליישומים מדויקים.
לסיכום, כמקור שאיבת דיודה של לייזר מצב מוצק, מאפייני המוצרים: יכולת שאיבה בהספק גבוה, מצב פעולה CW, איכות ויציבות קרן מצוינות ועיצוב קומפקטי, מגבירים את הביקוש בשוק למודולי לייזר אלה. כספקית, Lumispot Tech משקיעה גם מאמץ רב באופטימיזציה של הביצועים והטכנולוגיות המיושמות בסדרת DPL.

סט חבילות מוצרים של G2-A DPL מבית Lumispot Tech
כל סט מוצרים מכיל שלוש קבוצות של מודולי מערך מוערמים אופקית, כל קבוצה של מודולי מערך מוערם אופקית מפיקת עוצמה של כ-100W@25A, ועוצמת שאיבה כוללת של 300W@25A.
נקודת הפלואורסצנציה של משאבת G2-A מוצגת להלן:

הנתונים הטכניים העיקריים של לייזר מצב מוצק G2-A עם משאבת דיודה:
החוזק שלנו בטכנולוגיות
1. טכנולוגיית ניהול תרמי חולף
לייזרים במצב מוצק המופעלים על ידי מוליכים למחצה נמצאים בשימוש נרחב עבור יישומי גל קוואזי-רציף (CW) עם תפוקת הספק שיא גבוהה ויישומי גל רציף (CW) עם תפוקת הספק ממוצעת גבוהה. בלייזרים אלה, גובה הכיור התרמי והמרחק בין השבבים (כלומר, עובי המצע לשבב) משפיעים באופן משמעותי על יכולת פיזור החום של המוצר. מרחק גדול יותר בין שבב לשבב מביא לפיזור חום טוב יותר אך מגדיל את נפח המוצר. לעומת זאת, אם מרווח השבב מצטמצם, גודל המוצר יופחת, אך יכולת פיזור החום של המוצר עשויה להיות לא מספקת. ניצול הנפח הקומפקטי ביותר לתכנון לייזר מצב מוצק המופעל על ידי מוליכים למחצה אופטימלי העומד בדרישות פיזור החום הוא משימה קשה בתכנון.
גרף של סימולציית תרמית במצב יציב

Lumispot Tech מיישמת את שיטת האלמנטים הסופיים כדי לדמות ולחשב את שדה הטמפרטורה של המכשיר. שילוב של סימולציה תרמית במצב יציב של העברת חום מוצק וסימולציה תרמית של טמפרטורת נוזל משמש לסימולציה תרמית. עבור תנאי פעולה רציפים, כפי שמוצג באיור למטה: המוצר מוצע להיות בעל מרווח וסידור אופטימליים של שבבים בתנאי סימולציה תרמית במצב יציב של העברת חום מוצק. תחת מרווח ומבנה אלה, למוצר יכולת פיזור חום טובה, טמפרטורת שיא נמוכה ומאפיין קומפקטי ביותר.
2.הלחמת AuSnתהליך אנקפסולציה
חברת Lumispot Tech משתמשת בטכניקת אריזה המשתמשת בהלחמת AnSn במקום בהלחמת אינדיום מסורתית כדי לטפל בבעיות הקשורות לעייפות תרמית, נדידה אלקטרומגנטית ונדידה חשמלית-תרמית הנגרמת על ידי הלחמת אינדיום. על ידי אימוץ הלחמת AuSn, חברתנו שואפת לשפר את אמינות המוצר ואת אורך החיים. החלפה זו מתבצעת תוך הבטחת מרווח קבוע בין ערימות המוטות, ותורמת עוד יותר לשיפור אמינות המוצר ותוחלת החיים.
בטכנולוגיית האריזה של לייזר מצב מוצק שאוב מוליכים למחצה בעל הספק גבוה, מתכת אינדיום (In) אומצה כחומר ריתוך על ידי יצרנים בינלאומיים רבים יותר בשל יתרונותיה של נקודת התכה נמוכה, מאמץ ריתוך נמוך, הפעלה קלה ועיוות פלסטי וחדירה טובים. עם זאת, עבור לייזרים במצב מוצק שאובים מוליכים למחצה בתנאי יישום רציף, המאמץ המתחלף יגרום לעייפות מאמץ של שכבת הריתוך של אינדיום, מה שיוביל לכשל המוצר. במיוחד בטמפרטורות גבוהות ונמוכות ורוחבי פולסים ארוכים, שיעור הכישלון של ריתוך אינדיום ברור מאוד.
השוואה בין מבחני חיים מואצים של לייזרים עם חבילות הלחמה שונות

לאחר 600 שעות של יישון, כל המוצרים המצופים בכמוסה בהלחמת אינדיום נכשלים; בעוד שהמוצרים המצופים בכמוסה בדיל זהב פועלים במשך יותר מ-2,000 שעות כמעט ללא שינוי בהספק, דבר המשקף את היתרונות של אנקפסולציית AuSn.
על מנת לשפר את אמינותם של לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה תוך שמירה על עקביות של מדדי ביצועים שונים, Lumispot Tech מאמצת הלחמה קשה (AuSn) כסוג חדש של חומר אריזה. השימוש בחומר מצע תואם מקדם התפשטות תרמית (CTE-Matched Submount), שחרור יעיל של מאמץ תרמי, מהווה פתרון טוב לבעיות טכניות שעלולות להיתקל בהכנת הלחמה קשה. תנאי הכרחי להלחמת חומר המצע (submount) לשבב מוליך למחצה הוא מטליזציה פני השטח. מטליזציה פני השטח היא היווצרות שכבה של מחסום דיפוזיה ושכבת חדירת הלחמה על פני חומר המצע.
תרשים סכמטי של מנגנון האלקטרומיגרציה של לייזר עטוף בהלחמת אינדיום

על מנת לשפר את אמינותם של לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה תוך שמירה על עקביות של מדדי ביצועים שונים, Lumispot Tech מאמצת הלחמה קשה (AuSn) כסוג חדש של חומר אריזה. השימוש בחומר מצע תואם מקדם התפשטות תרמית (CTE-Matched Submount), שחרור יעיל של מאמץ תרמי, מהווה פתרון טוב לבעיות טכניות שעלולות להיתקל בהכנת הלחמה קשה. תנאי הכרחי להלחמת חומר המצע (submount) לשבב מוליך למחצה הוא מטליזציה פני השטח. מטליזציה פני השטח היא היווצרות שכבה של מחסום דיפוזיה ושכבת חדירת הלחמה על פני חומר המצע.
מטרתו היא מצד אחד לחסום את דיפוזיה של הלחמה לחומר המצע, ומצד שני לחזק את יכולת הריתוך של הלחמה עם חומר המצע, ולמנוע את יצירת חלל השכבה של הלחמה. מתכתיות פני השטח יכולה גם למנוע חמצון וחדירת לחות על פני חומר המצע, להפחית את התנגדות המגע בתהליך הריתוך, ובכך לשפר את חוזק הריתוך ואת אמינות המוצר. השימוש בהלחמה קשה AuSn כחומר ריתוך עבור לייזרים במצב מוצק שאובים למחצה יכול למנוע ביעילות עייפות מתח אינדיום, חמצון, נדידה אלקטרותרמית ופגמים אחרים, ובכך לשפר משמעותית את אמינות לייזרים למחצה ואת חיי השירות של הלייזר. השימוש בטכנולוגיית אנקפסולציה של זהב-בדיל יכול להתגבר על בעיות של נדידה אלקטרותרמית ונדידה אלקטרותרמית של הלחמה אינדיום.
פתרון מבית Lumispot Tech
בלייזרים רציפים או פולסים, החום הנוצר על ידי ספיגת קרינת המשאבה על ידי מדיום הלייזר והקירור החיצוני של המדיום מובילים לפיזור טמפרטורה לא אחיד בתוך מדיום הלייזר, וכתוצאה מכך מפלים בטמפרטורה, הגורמים לשינויים במקדם השבירה של המדיום ולאחר מכן מייצרים השפעות תרמיות שונות. השקיעה התרמית בתוך מדיום ההגבר מובילה לאפקט עדשה תרמית ולאפקט שבירה כפולה המושרה תרמית, אשר מייצרת הפסדים מסוימים במערכת הלייזר, המשפיעים על יציבות הלייזר בחלל ועל איכות קרן הפלט. במערכת לייזר הפועלת רציפה, המאמץ התרמי במדיום ההגבר משתנה ככל שעוצמת המשאבה עולה. ההשפעות התרמיות השונות במערכת משפיעות קשות על כל מערכת הלייזר כדי להשיג איכות קרן טובה יותר ועוצמת פלט גבוהה יותר, וזו אחת הבעיות שיש לפתור. כיצד לעכב ולמתן ביעילות את ההשפעה התרמית של גבישים בתהליך העבודה, מדענים מודאגים מזה זמן רב, והפכה לאחד ממוקדי המחקר החמים הנוכחיים.
לייזר Nd:YAG עם חלל עדשה תרמית

בפרויקט פיתוח לייזרי Nd:YAG בעלי עוצמה גבוהה המופעלים על ידי LD, נפתרו לייזרי Nd:YAG עם חלל עדשה תרמית, כך שהמודול יכול להשיג עוצמה גבוהה תוך השגת איכות אלומה גבוהה.
בפרויקט לפיתוח לייזר Nd:YAG בעל עוצמה גבוהה המופעל על ידי שאיבת LD, פיתחה Lumispot Tech את מודול G2-A, אשר פותר במידה רבה את בעיית ההספק הנמוך עקב חללים המכילים עדשות תרמיות, ומאפשר למודול להשיג הספק גבוה עם איכות קרן גבוהה.
זמן פרסום: 24 ביולי 2023