| Soldadura de encapsulación Pilas de barras láser de diodo | AuSn embalado |
| Lonxitude de onda central | 1064 nm |
| Potencia de saída | ≥55 W |
| Corrente de traballo | ≤ 30 A |
| Tensión de traballo | ≤ 24 V |
| 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 unha publicación rápida
Resumo
A demanda de módulos láser bombeados por diodos CW (onda continua) está aumentando rapidamente como fonte de bombeo esencial para láseres de estado sólido. Estes módulos ofrecen vantaxes únicas para satisfacer os requisitos específicos das aplicacións de láser de estado sólido. G2 - A Diode Pump Solid State Laser, o novo produto da serie CW Diode Pump 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 características do produto e as vantaxes do produto con respecto ao láser de estado sólido da bomba de díodo CW. Ao final do artigo, demostrarei o informe de proba do CW DPL de Lumispot Tech e as nosas vantaxes especiais.
Campo de aplicación
Os láseres de semicondutores de alta potencia úsanse principalmente como fontes de bombeo para láseres de estado sólido. En aplicacións prácticas, unha fonte de bombeo de diodos láser de semicondutores é clave para optimizar a tecnoloxía de láser de estado sólido bombeado con diodos láser.
Este tipo de láser utiliza un láser semicondutor cunha saída de lonxitude de onda fixa en lugar da lámpada Krypton ou Xenon tradicional para bombear os cristais. Como resultado, este láser actualizado 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
CW Diode Pump Source ofrece unha intensa explosión 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 de pico relativamente alta (ou potencia media) permite unha gama máis ampla de aplicaciónsindustria, medicina e ciencia.
Excelente feixe e estabilidade
O módulo láser de bombeo de semicondutores CW ten a excelente calidade dun feixe de luz, cunha estabilidade espontánea, o que é fundamental para realizar a saída de luz láser precisa controlable. Os módulos están deseñados para producir un perfil de feixe estable e ben definido, garantindo un bombeo fiable e consistente do láser de estado sólido. Esta característica satisface perfectamente as demandas da aplicación do láser no procesamento de materiais industriais, corte por láser, e I+D.
Operación de ondas continuas
O modo de traballo CW combina os dous méritos 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 láser, que tamén se coñece 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
CW DPL pódese integrar facilmente na correnteláser de estado sólidodependendo do deseño e estrutura compactos. A súa construción robusta e os seus compoñentes de alta calidade garanten unha 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 de DPL - Oportunidades de mercado en crecemento
A medida que a demanda de láseres de estado sólido segue a expandirse en diferentes industrias, tamén o fai a necesidade de fontes de bombeo de alto rendemento, como módulos láser bombeados con diodos CW. Industrias como a fabricación, 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 operación CW, 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.
Paquete de produtos de G2-A DPL de Lumispot Tech
Cada conxunto de produtos contén tres grupos de módulos de matriz apilados horizontalmente, cada grupo de módulos de matriz apilados horizontalmente cunha potencia de bombeo duns 100W@25A e unha potencia de bombeo total de 300W@25A.
O punto de fluorescencia da bomba G2-A móstrase a continuación:
Os principais datos técnicos do láser de estado sólido da bomba de diodos G2-A:
A nosa forza en tecnoloxías
1. Tecnoloxía de Xestión Térmica Transitoria
Os láseres de estado sólido bombeados por semicondutores úsanse amplamente para aplicacións de ondas cuasi-continuas (CW) con alta potencia de pico de saída e aplicacións de ondas continuas (CW) con alta potencia media de saída. Nestes láseres, a altura do sumidoiro térmico e a distancia entre os chips (é dicir, o grosor do substrato e do chip) inflúen significativamente na capacidade de disipación de calor do produto. Unha maior distancia de chip a chip resulta nunha mellor disipación da calor, pero aumenta o volume do produto. Pola contra, se se reduce o espazo 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 de elementos finitos para simular e calcular o campo de temperatura do dispositivo. Para a simulación térmica úsase unha combinación de simulación térmica en estado estacionario de transferencia de calor sólida e simulación térmica de temperatura líquida. Para condicións de operación continua, como se mostra na figura seguinte: proponse que o produto teña a separación e disposición de chips óptimas nas condicións de simulación térmica en estado estacionario de transferencia de calor sólida. Baixo este espazo e estrutura, o produto ten unha boa capacidade de disipación de calor, temperatura máxima baixa e a característica máis compacta.
2.Soldadura AuSnproceso de encapsulación
Lumispot Tech emprega unha técnica de envasado que utiliza soldadura AnSn en lugar da soldadura de indio tradicional para resolver problemas relacionados coa fatiga térmica, a electromigración e a migración eléctrica-térmica causada pola soldadura de indio. Ao adoptar a soldadura AuSn, a nosa empresa pretende mellorar a fiabilidade e a lonxevidade do produto. Esta substitución lévase a cabo ao tempo que se garante un espazamento constante das pilas de barras, contribuíndo aínda máis á mellora da fiabilidade e da vida útil do produto.
Na tecnoloxía de envasado do láser de estado sólido bombeado de 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 operación e bo plástico. deformación e infiltración. Non obstante, para os láseres de estado sólido bombeados con semicondutores en condicións de aplicación de operación continua, a tensión alterna provocará fatiga por tensión da capa de soldadura de indio, o que provocará un fallo do produto. Especialmente en temperaturas altas e baixas e anchos de pulso longos, a taxa de fallo da soldadura de indio é moi obvia.
Comparación de probas de vida 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 estaño de ouro funcionan durante máis de 2.000 horas sen case ningún cambio de potencia; reflectindo as vantaxes da encapsulación AuSn.
Co fin de mellorar a fiabilidade dos láseres de semicondutores de alta potencia mantendo a coherencia de varios indicadores de rendemento, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) como un novo tipo de material de embalaxe. O uso de material de substrato combinado coeficiente de expansión térmica (CTE-Matched Submount), a liberación efectiva de estrés térmico, unha boa solución para os problemas técnicos que se poden atopar na preparación de soldadura dura. Unha condición necesaria para que o material do substrato (submontaxe) poida soldarse ao chip semicondutor é a metalización superficial. A metalización superficial é a formación dunha capa de barreira de difusión e 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 de semicondutores de alta potencia mantendo a coherencia de varios indicadores de rendemento, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) como un novo tipo de material de embalaxe. O uso de material de substrato combinado coeficiente de expansión térmica (CTE-Matched Submount), a liberación efectiva de estrés térmico, unha boa solución para os problemas técnicos que se poden atopar na preparación de soldadura dura. Unha condición necesaria para que o material do substrato (submontaxe) poida soldarse ao chip semicondutor é a metalización superficial. A metalización superficial é a formación dunha capa de barreira de difusión e capa de infiltración de soldadura na superficie do material do substrato.
O seu propósito é, por unha banda, bloquear a soldadura á difusión do material do substrato, por outra banda, reforzar a soldadura coa capacidade de soldeo do material do substrato, para evitar a capa de soldadura da 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 soldeo e mellorar así a resistencia da soldadura e a fiabilidade do produto. O uso de AuSn de soldadura dura como material de soldadura para láseres de estado sólido bombeados con semicondutores pode evitar eficazmente a fatiga do 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 e 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 da bomba polo medio láser e o arrefriamento externo do medio conducen a unha distribución desigual da temperatura no interior do medio láser, o que produce gradientes de temperatura que provocan cambios no índice de refracción do medio. e despois producindo diversos efectos térmicos. A deposición térmica dentro do medio de ganancia leva ao efecto de lente térmica e ao efecto birrefringencia inducido térmicamente, que produce certas perdas no sistema láser, afectando á estabilidade do láser na cavidade e á calidade do feixe de saída. Nun sistema láser en funcionamento continuo, o estrés térmico no medio de ganancia cambia a medida que aumenta a potencia da bomba. Os diversos efectos térmicos do sistema afectan seriamente a todo o sistema láser para obter unha mellor calidade do feixe e unha maior potencia de saída, que é un dos problemas a resolver. Como inhibir e mitigar eficazmente o efecto térmico dos cristais no proceso de traballo, os científicos foron preocupados por moito tempo, converteuse nun dos puntos de investigación actuais.
Láser Nd:YAG con cavidade térmica da lente
No proxecto de desenvolvemento de láseres Nd:YAG bombeados por LD de alta potencia resolveuse os láseres Nd:YAG con cavidade térmica de lentes, para que o módulo poida obter alta potencia ao mesmo tempo que obtén 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, permitindo que o módulo obteña alta potencia. con alta calidade de luz.
Hora de publicación: 24-Xul-2023