| Soldadura de encapsulación de Pilas de barras láser de díodos | AuSn Empaquetado |
| Lonxitude de onda central | 1064 nm |
| Potencia de saída | ≥55W |
| corrente de traballo | ≤30 A |
| Tensión de traballo | ≤24V |
| Modo de traballo | CW |
| Lonxitude da cavidade | 900 mm |
| Espello de saída | T = 20% |
| Temperatura da auga | 25 ± 3 ℃ |
Subscríbete ás nosas redes sociais para obter publicacións rápidas
Resumo
A demanda de módulos láser de onda continua (CW) bombeados por díodos está a aumentar rapidamente como fonte de bombeo esencial para láseres de estado sólido. Estes módulos ofrecen vantaxes únicas para cumprir os requisitos específicos das aplicacións de láseres de estado sólido. G2 - Un láser de estado sólido con bomba de díodos, o novo produto da serie de bombas de díodos CW de LumiSpot Tech, ten un campo de aplicación máis amplo e mellores capacidades de rendemento.
Neste artigo, incluiremos contido centrado nas aplicacións do produto, as súas características e as vantaxes do produto en relación co láser de estado sólido con bomba de díodos CW. Ao final do artigo, presentarei o informe de probas do láser de estado sólido CW DPL de Lumispot Tech e as nosas vantaxes especiais.
O campo de aplicación
Os láseres semicondutores de alta potencia úsanse principalmente como fontes de bombeo para láseres de estado sólido. Nas aplicacións prácticas, unha fonte de bombeo de díodos láser semicondutores é fundamental para optimizar a tecnoloxía de láser de estado sólido bombeado por díodos láser.
Este tipo de láser utiliza un láser semicondutor cunha lonxitude de onda de saída fixa en lugar da tradicional lámpada de criptón ou xenón para bombear os cristais. Como resultado, este láser mellorado chámase 2ndxeración de láser de bomba CW (G2-A), que ten as características de alta eficiencia, longa vida útil, boa calidade do feixe, boa estabilidade, compacidade e miniaturización.
Capacidade de bombeo de alta potencia
A fonte de bombeo de díodos CW ofrece unha intensa explosión de taxa de enerxía óptica, bombeando eficazmente o medio de ganancia no láser de estado sólido, para obter o mellor rendemento do láser de estado sólido. Ademais, a súa potencia máxima (ou potencia media) relativamente alta permite unha maior gama de aplicacións enindustria, medicina e ciencia.
Excelente feixe e estabilidade
O módulo láser de bombeo de semicondutores CW ten a excelente calidade dun feixe de luz, con estabilidade espontánea, o que é crucial para lograr unha saída de luz láser precisa e controlable. Os módulos están deseñados para producir un perfil de feixe ben definido e estable, garantindo un bombeo fiable e consistente do láser de estado sólido. Esta característica cumpre perfectamente as demandas da aplicación láser no procesamento de materiais industriais. corte por lásere I+D.
Funcionamento de onda continua
O modo de traballo CW combina as vantaxes do láser de lonxitude de onda continua e do láser pulsado. A principal diferenza entre o láser CW e un láser pulsado é a potencia de saída.CW O láser, tamén coñecido como láser de onda continua, ten as características dun modo de traballo estable e a capacidade de enviar unha onda continua.
Deseño compacto e fiable
O DPL CW pódese integrar facilmente na correnteláser de estado sólidodependendo do deseño e a estrutura compactos. A súa construción robusta e os seus compoñentes de alta calidade garanten a fiabilidade a longo prazo, minimizando o tempo de inactividade e os custos de mantemento, o que é especialmente importante na fabricación industrial e nos procedementos médicos.
A demanda do mercado da serie DPL: oportunidades crecentes no mercado
A medida que a demanda de láseres de estado sólido continúa a expandirse en diferentes industrias, tamén o fai a necesidade de fontes de bombeo de alto rendemento, como os módulos láser bombeados por díodos CW. Industrias como a manufactura, a saúde, a defensa e a investigación científica dependen de láseres de estado sólido para aplicacións de precisión.
En resumo, como fonte de bombeo de díodos do láser de estado sólido, as características dos produtos: capacidade de bombeo de alta potencia, modo de funcionamento en onda continua, excelente calidade e estabilidade do feixe e deseño de estrutura compacta, aumentan a demanda do mercado nestes módulos láser. Como provedor, Lumispot Tech tamén fai un gran esforzo para optimizar o rendemento e as tecnoloxías aplicadas na serie DPL.
Conxunto de produtos G2-A DPL de Lumispot Tech
Cada conxunto de produtos contén tres grupos de módulos de matriz apilados horizontalmente, cunha potencia de bombeo de aproximadamente 100 W a 25 A e unha potencia de bombeo total de 300 W a 25 A.
O punto de fluorescencia da bomba G2-A móstrase a continuación:
Os principais datos técnicos do láser de estado sólido da bomba de díodos G2-A:
A nosa forza nas tecnoloxías
1. Tecnoloxía de xestión térmica transitoria
Os láseres de estado sólido bombeados por semicondutores úsanse amplamente para aplicacións de onda cuasicontinua (CW) con alta potencia de saída máxima e aplicacións de onda continua (CW) con alta potencia de saída media. Nestes láseres, a altura do disipador térmico e a distancia entre os chips (é dicir, o grosor do substrato e o chip) inflúen significativamente na capacidade de disipación de calor do produto. Unha maior distancia entre chips resulta nunha mellor disipación de calor, pero aumenta o volume do produto. Pola contra, se se reduce o espazamento entre chips, o tamaño do produto reducirase, pero a capacidade de disipación de calor do produto pode ser insuficiente. Utilizar o volume máis compacto para deseñar un láser de estado sólido bombeado por semicondutores óptimo que cumpra os requisitos de disipación de calor é unha tarefa difícil no deseño.
Gráfico da simulación térmica en estado estacionario
Lumispot Tech aplica o método dos elementos finitos para simular e calcular o campo de temperatura do dispositivo. Para a simulación térmica utilízase unha combinación de simulación térmica en estado estacionario de transferencia de calor sólida e simulación térmica de temperatura líquida. Para condicións de funcionamento continuo, como se mostra na figura seguinte: proponse que o produto teña o espazado e a disposición óptimos dos chips nas condicións de simulación térmica en estado estacionario de transferencia de calor sólida. Con este espazado e estrutura, o produto ten unha boa capacidade de disipación de calor, baixa temperatura máxima e a característica máis compacta.
2.Soldadura de AuSnproceso de encapsulación
Lumispot Tech emprega unha técnica de empaquetado que utiliza soldadura de AnSn en lugar da soldadura de indio tradicional para abordar os problemas relacionados coa fatiga térmica, a electromigración e a migración electrotérmica causadas pola soldadura de indio. Ao adoptar a soldadura de AuSn, a nosa empresa pretende mellorar a fiabilidade e a lonxevidade do produto. Esta substitución realízase garantindo un espazado constante entre as pilas de barras, o que contribúe aínda máis á mellora da fiabilidade e a vida útil do produto.
Na tecnoloxía de empaquetado de láseres de estado sólido bombeados por semicondutores de alta potencia, o metal de indio (In) foi adoptado como material de soldadura por máis fabricantes internacionais debido ás súas vantaxes de baixo punto de fusión, baixa tensión de soldadura, fácil funcionamento e boa deformación plástica e infiltración. Non obstante, para láseres de estado sólido bombeados por semicondutores en condicións de aplicación de funcionamento continuo, a tensión alterna provocará fatiga por tensión da capa de soldadura de indio, o que levará á falla do produto. Especialmente a altas e baixas temperaturas e longas anchuras de pulso, a taxa de falla da soldadura de indio é moi evidente.
Comparación das probas de vida útil acelerada de láseres con diferentes paquetes de soldadura
Despois de 600 horas de envellecemento, todos os produtos encapsulados con soldadura de indio fallan; mentres que os produtos encapsulados con ouro e estaño funcionan durante máis de 2.000 horas case sen cambios na potencia; o que reflicte as vantaxes da encapsulación de AuSn.
Co fin de mellorar a fiabilidade dos láseres semicondutores de alta potencia, mantendo ao mesmo tempo a consistencia de varios indicadores de rendemento, Lumispot Tech adopta a soldadura dura (AuSn) como un novo tipo de material de empaquetado. O uso de material de substrato con coeficiente de expansión térmica adaptado (submount adaptado a CTE), a liberación efectiva da tensión térmica, unha boa solución para os problemas técnicos que se poden atopar na preparación da soldadura dura. Unha condición necesaria para que o material do substrato (submount) poida ser soldado ao chip semicondutor é a metalización superficial. A metalización superficial é a formación dunha capa de barreira de difusión e unha capa de infiltración de soldadura na superficie do material do substrato.
Diagrama esquemático do mecanismo de electromigración dun láser encapsulado en soldadura de indio
Co fin de mellorar a fiabilidade dos láseres semicondutores de alta potencia, mantendo ao mesmo tempo a consistencia de varios indicadores de rendemento, Lumispot Tech adopta a soldadura dura (AuSn) como un novo tipo de material de empaquetado. O uso de material de substrato con coeficiente de expansión térmica adaptado (submount adaptado a CTE), a liberación efectiva da tensión térmica, unha boa solución para os problemas técnicos que se poden atopar na preparación da soldadura dura. Unha condición necesaria para que o material do substrato (submount) poida ser soldado ao chip semicondutor é a metalización superficial. A metalización superficial é a formación dunha capa de barreira de difusión e unha capa de infiltración de soldadura na superficie do material do substrato.
O seu propósito é, por unha banda, bloquear a difusión da soldadura ao material do substrato e, por outra banda, fortalecer a soldadura coa capacidade de soldadura do material do substrato para evitar que a capa de soldadura entre na cavidade. A metalización superficial tamén pode evitar a oxidación da superficie do material do substrato e a intrusión de humidade, reducir a resistencia de contacto no proceso de soldadura e, polo tanto, mellorar a resistencia da soldadura e a fiabilidade do produto. O uso de soldadura dura AuSn como material de soldadura para láseres de estado sólido bombeados por semicondutores pode evitar eficazmente a fatiga por tensión de indio, a oxidación e a migración electrotérmica e outros defectos, mellorando significativamente a fiabilidade dos láseres semicondutores, así como a vida útil do láser. O uso da tecnoloxía de encapsulación de ouro-estaño pode superar os problemas de electromigración e migración electrotérmica da soldadura de indio.
Solución de Lumispot Tech
Nos láseres continuos ou pulsados, a calor xerada pola absorción da radiación de bombeo polo medio láser e o arrefriamento externo do medio provocan unha distribución desigual da temperatura dentro do medio láser, o que resulta en gradientes de temperatura, causando cambios no índice de refracción do medio e producindo varios efectos térmicos. A deposición térmica dentro do medio de ganancia provoca o efecto de lente térmica e o efecto de birrefrinxencia inducida termicamente, o que produce certas perdas no sistema láser, afectando á estabilidade do láser na cavidade e á calidade do feixe de saída. Nun sistema láser de funcionamento continuo, a tensión térmica no medio de ganancia cambia a medida que aumenta a potencia de bombeo. Os diversos efectos térmicos no sistema afectan seriamente a todo o sistema láser para obter unha mellor calidade do feixe e unha maior potencia de saída, o que é un dos problemas a resolver. Os científicos levan moito tempo preocupados por como inhibir e mitigar eficazmente o efecto térmico dos cristais no proceso de traballo, e converteuse nun dos puntos de interese da investigación actual.
Láser Nd:YAG con cavidade de lente térmica
No proxecto de desenvolvemento de láseres Nd:YAG de alta potencia bombeados por LD, solucionáronse os láseres Nd:YAG con cavidade de lente térmica, de xeito que o módulo poida obter alta potencia e á vez obter unha alta calidade de feixe.
Nun proxecto para desenvolver un láser Nd:YAG bombeado por LD de alta potencia, Lumispot Tech desenvolveu o módulo G2-A, que resolve en gran medida o problema da menor potencia debido ás cavidades que conteñen lentes térmicas, o que permite que o módulo obteña unha alta potencia cunha alta calidade de feixe.
Data de publicación: 24 de xullo de 2023