| Soldadura de encapsulación de Pilas de barras láser de diodo | AuSn lleno |
| Longitud de onda central | 1064nm |
| Potencia de salida | ≥55W |
| Corriente de trabajo | ≤30A |
| Tensión de trabajo | ≤24V |
| Modo de trabajo | CW |
| Longitud de la cavidad | 900 mm |
| Espejo de salida | T = 20% |
| Temperatura de agua | 25±3℃ |
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Abstracto
La demanda de módulos láser bombeados por diodos CW (onda continua) está aumentando rápidamente como fuente de bombeo esencial para láseres de estado sólido.Estos módulos ofrecen ventajas únicas para cumplir con los requisitos específicos de las aplicaciones láser de estado sólido.G2: un láser de estado sólido con bomba de diodo, el nuevo producto de la serie de bombas de diodo CW de LumiSpot Tech, tiene un campo de aplicación más amplio y mejores capacidades de rendimiento.
En este artículo, incluiremos contenido centrado en las aplicaciones, las características y las ventajas del producto con respecto al láser de estado sólido con bomba de diodo CW.Al final del artículo, demostraré el informe de prueba del CW DPL de Lumispot Tech y nuestras ventajas especiales.
El campo de aplicación
Los láseres semiconductores de alta potencia se utilizan principalmente como fuentes de bombeo para láseres de estado sólido.En aplicaciones prácticas, una fuente de bombeo de diodo láser semiconductor es clave para optimizar la tecnología láser de estado sólido bombeada por diodo láser.
Este tipo de láser utiliza un láser semiconductor con una salida de longitud de onda fija en lugar de la tradicional lámpara de criptón o xenón para bombear los cristales.Como resultado, este láser mejorado se llama 2ndGeneración de láser de bomba CW (G2-A), que tiene las características de alta eficiencia, larga vida útil, buena calidad del haz, buena estabilidad, compacidad y miniaturización.
Capacidad de bombeo de alta potencia
La fuente de bomba de diodo CW ofrece una intensa ráfaga de energía óptica, bombeando eficazmente el medio de ganancia en el láser de estado sólido, para lograr el mejor rendimiento del láser de estado sólido.Además, su potencia máxima relativamente alta (o potencia promedio) permite una gama más amplia de aplicaciones enindustria, medicina y ciencia.
Excelente haz y estabilidad.
El módulo láser de bombeo de semiconductores CW tiene la excelente calidad de un haz de luz, con estabilidad espontánea, lo cual es crucial para lograr una salida de luz láser precisa y controlable.Los módulos están diseñados para producir un perfil de haz estable y bien definido, lo que garantiza un bombeo confiable y consistente del láser de estado sólido.Esta característica satisface perfectamente las demandas de la aplicación láser en el procesamiento de materiales industriales, Corte por lásere I+D.
Operación de onda continua
El modo de trabajo CW combina las ventajas del láser de longitud de onda continua y del láser pulsado.La principal diferencia entre un láser CW y un láser pulsado es la potencia de salida.CW El láser, también conocido como láser de onda continua, tiene las características de un modo de trabajo estable y la capacidad de enviar una onda continua.
Diseño compacto y confiable
CW DPL se puede integrar fácilmente en el actualláser de estado sólidodependiendo del diseño compacto y la estructura.Su construcción robusta y componentes de alta calidad garantizan confiabilidad a largo plazo, minimizando el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento, lo cual es especialmente importante en la fabricación industrial y los procedimientos médicos.
La demanda del mercado de la serie de DPL: oportunidades de mercado crecientes
A medida que la demanda de láseres de estado sólido continúa expandiéndose en diferentes industrias, también aumenta la necesidad de fuentes de bombeo de alto rendimiento, como módulos láser bombeados por diodos CW.Industrias como la manufactura, la atención médica, la defensa y la investigación científica dependen de láseres de estado sólido para aplicaciones de precisión.
En resumen, como fuente de bombeo de diodos del láser de estado sólido, las características de los productos: capacidad de bombeo de alta potencia, modo de operación CW, excelente calidad y estabilidad del haz y diseño de estructura compacta, aumentan la demanda del mercado en estos Módulos láser.Como proveedor, Lumispot Tech también se esfuerza mucho en optimizar el rendimiento y las tecnologías aplicadas en la serie DPL.
Paquete de productos Conjunto de G2-A DPL de Lumispot Tech
Cada conjunto de productos contiene tres grupos de módulos de matriz apilados horizontalmente, cada grupo de módulos de matriz apilados horizontales bombea una potencia de aproximadamente 100 W a 25 A y una potencia de bombeo general de 300 W a 25 A.
El punto de fluorescencia de la bomba G2-A se muestra a continuación:
Los principales datos técnicos del láser de estado sólido de bomba de diodo G2-A:
Nuestra fortaleza en las tecnologías
1. Tecnología de gestión térmica transitoria
Los láseres de estado sólido bombeados por semiconductores se utilizan ampliamente para aplicaciones de onda casi continua (CW) con salida de potencia máxima alta y aplicaciones de onda continua (CW) con salida de potencia promedio alta.En estos láseres, la altura del disipador térmico y la distancia entre chips (es decir, el espesor del sustrato y el chip) influyen significativamente en la capacidad de disipación de calor del producto.Una mayor distancia entre virutas da como resultado una mejor disipación del calor pero aumenta el volumen del producto.Por el contrario, si se reduce el espacio entre virutas, el tamaño del producto se reducirá, pero la capacidad de disipación de calor del producto puede ser insuficiente.Utilizar el volumen más compacto para diseñar un láser de estado sólido bombeado por semiconductores óptimo que cumpla con los requisitos de disipación de calor es una tarea difícil en el diseño.
Gráfico de la simulación térmica en estado estacionario
Lumispot Tech aplica el método de elementos finitos para simular y calcular el campo de temperatura del dispositivo.Para la simulación térmica se utiliza una combinación de simulación térmica de estado estacionario de transferencia de calor sólido y simulación térmica de temperatura líquida.Para condiciones de operación continua, como se muestra en la siguiente figura: se propone que el producto tenga el espaciado y la disposición óptimos de los chips en las condiciones de simulación térmica de estado estable de transferencia de calor sólido.Bajo este espaciado y estructura, el producto tiene buena capacidad de disipación de calor, temperatura máxima baja y la característica más compacta.
2.soldadura AuSnproceso de encapsulación
Lumispot Tech emplea una técnica de empaque que utiliza soldadura AnSn en lugar de soldadura de indio tradicional para abordar problemas relacionados con la fatiga térmica, la electromigración y la migración eléctrico-térmica causadas por la soldadura de indio.Al adoptar la soldadura AuSn, nuestra empresa tiene como objetivo mejorar la confiabilidad y longevidad del producto.Esta sustitución se lleva a cabo garantizando una separación constante entre las pilas de barras, contribuyendo aún más a mejorar la fiabilidad y la vida útil del producto.
En la tecnología de embalaje del láser de estado sólido bombeado por semiconductores de alta potencia, el metal indio (In) ha sido adoptado como material de soldadura por más fabricantes internacionales debido a sus ventajas de bajo punto de fusión, baja tensión de soldadura, fácil operación y buen plástico. deformación e infiltración.Sin embargo, para los láseres de estado sólido bombeados por semiconductores en condiciones de aplicación de operación continua, la tensión alterna provocará fatiga por tensión de la capa de soldadura de indio, lo que provocará fallas en el producto.Especialmente en temperaturas altas y bajas y anchos de pulso largos, la tasa de falla de la soldadura con indio es muy obvia.
Comparación de pruebas de vida acelerada de láseres con diferentes paquetes de soldadura
Después de 600 horas de envejecimiento, todos los productos encapsulados con soldadura de indio fallan;mientras que los productos encapsulados con estaño de oro funcionan durante más de 2.000 horas sin casi ningún cambio de potencia;reflejando las ventajas de la encapsulación de AuSn.
Para mejorar la confiabilidad de los láseres semiconductores de alta potencia y al mismo tiempo mantener la consistencia de varios indicadores de rendimiento, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) como un nuevo tipo de material de embalaje.El uso de material de sustrato emparejado con coeficiente de expansión térmica (CTE-Matched Submount), la liberación efectiva de la tensión térmica, es una buena solución a los problemas técnicos que pueden surgir en la preparación de soldadura dura.Una condición necesaria para que el material del sustrato (submontaje) pueda soldarse al chip semiconductor es la metalización de la superficie.La metalización de la superficie es la formación de una capa de barrera de difusión y una capa de infiltración de soldadura en la superficie del material del sustrato.
Diagrama esquemático del mecanismo de electromigración de un láser encapsulado en soldadura de indio.
Para mejorar la confiabilidad de los láseres semiconductores de alta potencia y al mismo tiempo mantener la consistencia de varios indicadores de rendimiento, Lumispot Tech adopta Hard Solder (AuSn) como un nuevo tipo de material de embalaje.El uso de material de sustrato emparejado con coeficiente de expansión térmica (CTE-Matched Submount), la liberación efectiva de la tensión térmica, es una buena solución a los problemas técnicos que pueden surgir en la preparación de soldadura dura.Una condición necesaria para que el material del sustrato (submontaje) pueda soldarse al chip semiconductor es la metalización de la superficie.La metalización de la superficie es la formación de una capa de barrera de difusión y una capa de infiltración de soldadura en la superficie del material del sustrato.
Su propósito es, por un lado, bloquear la difusión de la soldadura al material del sustrato y, por otro lado, fortalecer la soldadura con la capacidad de soldadura del material del sustrato, para evitar que la capa de soldadura se forme en la cavidad.La metalización de la superficie también puede prevenir la oxidación de la superficie del material del sustrato y la intrusión de humedad, reducir la resistencia de contacto en el proceso de soldadura y, por lo tanto, mejorar la resistencia de la soldadura y la confiabilidad del producto.El uso de soldadura dura AuSn como material de soldadura para láseres de estado sólido bombeados por semiconductores puede evitar eficazmente la fatiga por estrés del indio, la oxidación y la migración electrotérmica y otros defectos, mejorando significativamente la confiabilidad de los láseres semiconductores, así como la vida útil del láser.El uso de la tecnología de encapsulación de oro-estaño puede superar los problemas de electromigración y migración electrotérmica de la soldadura de indio.
Solución de Lumispot Tech
En los láseres continuos o pulsados, el calor generado por la absorción de la radiación de la bomba por el medio láser y el enfriamiento externo del medio conducen a una distribución desigual de la temperatura dentro del medio láser, lo que resulta en gradientes de temperatura que provocan cambios en el índice de refracción del medio. y luego produciendo diversos efectos térmicos.La deposición térmica dentro del medio de ganancia conduce al efecto de lente térmica y al efecto de birrefringencia inducido térmicamente, que produce ciertas pérdidas en el sistema láser, afectando la estabilidad del láser en la cavidad y la calidad del haz de salida.En un sistema láser que funciona continuamente, la tensión térmica en el medio de ganancia cambia a medida que aumenta la potencia de la bomba.Los diversos efectos térmicos en el sistema afectan seriamente a todo el sistema láser para obtener una mejor calidad del haz y una mayor potencia de salida, que es uno de los problemas a resolver.Los científicos han estado preocupados durante mucho tiempo sobre cómo inhibir y mitigar eficazmente el efecto térmico de los cristales en el proceso de trabajo, y se ha convertido en uno de los puntos críticos de investigación actuales.
Láser Nd:YAG con cavidad de lente térmica
En el proyecto de desarrollo de láseres Nd:YAG bombeados por LD de alta potencia, se resolvieron los láseres Nd:YAG con cavidad de lente térmica, de modo que el módulo pueda obtener alta potencia y al mismo tiempo obtener una alta calidad del haz.
En un proyecto para desarrollar un láser Nd:YAG bombeado por LD de alta potencia, Lumispot Tech ha desarrollado el módulo G2-A, que resuelve en gran medida el problema de la menor potencia debido a las cavidades que contienen lentes térmicas, permitiendo que el módulo obtenga alta potencia. con calidad de luz alta.
Hora de publicación: 24-jul-2023