Korkeatehoisten laseridiodipinojen luokittelu

Suuritehoiset laseridiodipinotovat laitteita, jotka koostuvat useista suuritehoisista laser diodeista. Ne ovat kooltaan pieniä ja tehokkaita. Niitä käytetään laajasti teollisuuskäsittelyssä (kuten leikkaamisessa ja hitsauksessa), lääketieteellisessä leikkauksessa, tieteellisessä tutkimuksessa ja kansallisessa puolustuksessa. Heidän tärkeimpiin etuihinsa kuuluvat: kompakti koko, skaalautuva tehosympäristö multi-kW-alueelle saakka. Tällaisia ​​kokoonpanoja käytetään tyypillisesti solid -state -laserpumppuun, suunnattuihin energiasovelluksiin, kuten karvanpoistoon ja materiaalien käsittelyyn.

1. Luokittelu rakenne- ja pakkauslomakkeella
① pystysuora pino
Yhden baarin pystysuuntainen pino: Se koostuu yhdestä diodipalkista ja suurempi lähtöteho saavutetaan pinoamalla useita palkkeja pystysuunnassa. Jokainen palkki sisältää useita laser diodisiruja, jotka on kytketty sähköisesti sarjaan tai rinnakkain suuremman virran kantokyky ja suuremman tehon tuotannon aikaansaamiseksi.
Multi-Bar-pystysuora pino: Tehon lisäämiseksi useat palkit voidaan pinota pystysuunnassa. Tämä rakenne voi saavuttaa erittäin suuren tehon tiheyden pienemmässä tilassa, mutta se tuo myös suurempia lämmön hajoamishaasteita. Koska useita palkkeja on järjestetty tiiviisti, lämmön käyttäminen ja hävittäminen pystysuunnassa on vaikeaa, ja laitteiden vakaan toiminnan varmistamiseksi tarvitaan tehokkaampaa lämmön hajoamistekniikkaa.

Ominaisuudet: Pystysuuntaisen pinoamisrakenteen pääominaisuus on suuritehotiheys, joka voi tuottaa suuremman laservoiman rajoitetussa tilassa. Tällä rakenteella on kuitenkin myös vakavia lämmön hajoamishaasteita, koska kun pinoamiskerrosten lukumäärä kasvaa, lämmönsiirtovastus pystysuunnassa kasvaa, mikä voi helposti johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen ja vaikuttaa laser diodin suorituskykyyn ja elämään.
②Horizontal Array
Lineaarinen järjestely ja kaksiulotteinen laajennus: Vaakaaryhmä viittaa laser diodipalkkien tai muiden vaakasuunnassa sijaitsevien valojen säteilevien yksiköiden järjestämiseen lineaarisen tai kaksiulotteisen taulukon rakenteen muodostamiseksi. Lineaarinen järjestely on perusmuoto, ja tehoa voidaan lisätä lisäämällä palkkien lukumäärää; Vaikka kaksiulotteinen laajennus on järjestetty sekä vaakasuoraan että pystysuuntaiseen suuntaan, laajentaen edelleen valoa säteilevää aluetta ja tehoa.
Ominaisuudet: Vaakaaryhmän rakenteen edut ovat sen tasaisuusoptimointi ja pisteiden muotoilu joustavuus. Koska valoa säteilevät yksiköt jakautuvat tasaisemmin vaakasuunnassa, säteen tasaisuus ja vakauden hallinta on helpompaa. Lisäksi säätämällä taulukon asettelua ja optisten elementtien suunnittelua, spotin muoto ja koko voidaan muuttaa joustavasti vastaamaan eri sovellusskenaarioiden tarpeita.

③Hybrid -pakkausrakenne
Yhdistetty pystysuuntainen ja vaakasuunnittelukomposiittisuoja: Korkeamman tehon ja monimutkaisempien sovellusten tarpeiden tyydyttämiseksi käytetään joskus hybridipakkausrakennetta, joka yhdistää pystysuorat ja vaakasuorat mallit. Tämä rakenne säilyttää pystysuoran pinoamisen suuritehoisen tiheyden edun, ja sillä on vaakasuuntaisen taulukon tasaisuus ja pisteiden muotoilu. Suunnittelemalla kohtuudella pystysuorien ja vaakasuorien osien osuus ja asettelu, voidaan saavuttaa paras tehon, tehokkuus ja säteen laatu.
Sovelluskotelo: Kuitukytkentäjärjestelmä on hybridipakkausrakenteen tyypillinen sovellustapaus. Tässä järjestelmässä valonlähteenä käytetään pystysuunnassa pinottua laser diodipinoa ja luotu laser kytketään optiseen kuituun optisen kytkentälaitteen kautta. Optinen kuitu ei voi vain siirtää laseria, vaan myös myös muotoilua ja suodattaa palkin, parantaen siten säteen laatua ja voimansiirtotehokkuutta. Tätä rakennetta käytetään laajasti materiaalinkäsittelyssä, viestinnässä, lääketieteellisessä hoidossa ja muissa aloilla, ja sillä on ollut tärkeä rooli asiaan liittyvien toimialojen kehityksen edistämisessä.

2. luokittelu aallonpituuden ja lähtöominaisuuksien mukaan
① Lähi-infrapunakaista (700–1100 nm) -755 nm\/ 808nm\/ 940nm\/ 1064nm Laser-diodipinot
Tyypilliset sovellukset: Materiaalinkäsittelyn alalla tämän kaistan laser diodipinoja voidaan käyttää materiaalien, kuten metallien ja muovien, leikkaamiseen, hitsaukseen ja pintakäsittelyyn. Monet materiaalit voivat absorboida sen aallonpituuden, mikä saavuttaa tehokkaan prosessoinnin. Esimerkiksi autovalmistuksessa sitä käytetään autokappaleiden metallilevyjen hitsaamiseen; Elektroniikkateollisuudessa sitä käytetään piirilevyjen leikkaamiseen ja hitsaamiseen. Kiinteän tilan laserpumppujen suhteen sitä voidaan käyttää pumpun lähteenä energian tarjoamiseksi solid-state-lasereille, kuten solid-state-laserien, kuten ND: YAG, pumppaamiseen. Laser diodipinon tuottama valo on kytketty kiinteän tilan laserin vahvistusväliaineeseen sopivan kytkentämenetelmän avulla, jotta voidaan parantaa kiinteän tilan laserin lähtötehoa ja tehokkuutta.

② Mid-infrapunakaista (1,5–2 μm)
Sovellus: Kaasun havaitsemisen suhteen, koska monilla kaasumolekyyleillä on ominaisia ​​imeytymishuippuja keski-infrapunakaistalla, tämän kaistan laser diodipinoja voidaan käyttää havaitsemaan tiettyjen kaasujen esiintyminen ja pitoisuus, kuten haitallisten kaasujen ja kaasukomponenttien haitallisten kaasujen seuraaminen teollisuustuotantoprosesseissa. Lääketieteellisen leikkauksen alalla sitä voidaan käyttää leikkauksiin, kuten kudoksen leikkaamiseen ja hyytymiseen. Sen aallonpituuden tunkeutumis- ja imeytymisominaisuudet biologisissa kudoksissa antavat sille etuja tietyissä tietyissä kirurgisissa skenaarioissa, kuten tietyissä silmäleikkauksissa ja pehmytkudoksen leikkauksissa.
③ Näkyvä valokaista (400–700 nm)
Sovellus: Näyttötekniikan alalla sitä voidaan käyttää lasernäyttölaitteisiin, kuten laser-televisioihin ja laserprojektoriin, korkean resoluution ja korkean värisen kylläisyyden kuvanäytön saavuttamiseksi moduloimalla eri värien lasersäteitä. Biologisessa kuvantamisessa sitä voidaan käyttää solujen kuvantamiseen, kudoksen kuvantamiseen jne. Auttaakseen biologeja tutkimaan biologisten näytteiden rakennetta ja toimintaa. Näkyvän valon lyhyen aallonpituuden vuoksi se voi tarjota korkeamman alueellisen resoluution.
④ viritettävä aallonpituuspino
Aallonpituuden dynaaminen säätötekniikka (kuten ulkoinen ritiläpalaute): Hyväksymällä tekniikat, kuten ulkoinen ritiläpalaute, laseraallonpituus voidaan säätää dynaamisesti. Tällä viritettävällä aallonpituuspinolla on suurempi joustavuus erilaisissa sovellusskenaarioissa. Esimerkiksi spektrianalyysikokeissa eri aallonpituuksien laserit voidaan valita tarkasti näytteiden herättämiseksi rikkaampien spektritietojen saamiseksi; Moniaallonpituusjärjestelmissä se voi saavuttaa joustavan kytkentä ja aallonpituuksien allokoinnin parantaen viestintäjärjestelmien kapasiteettia ja suorituskykyä.

3. Luokittelu jäähdytysmenetelmällä
① Mikrokanava jäähdytys
Periaate- ja tehokkuusetu: Mikrokanava jäähdytys luo pieniä nestemäisiä kanavia Laser -diodin pinon lähellä, jolloin jäähdytysneste voi kiertää näissä kanavissa lämpöä. Tällä jäähdytysmenetelmällä on tehokkaat lämmönvaihtoominaisuudet, koska pienet kanavat voivat lisätä jäähdytysnesteen ja lämmönlähteen välistä kosketusaluetta parantaen siten lämmön hajoamistehokkuutta. Jäähdytysneste voi siirtää lämpöä laser diodista nopeasti virtausprosessin aikana pitämällä pinon alhaisemmalla lämpötilan tasolla ja varmistamalla sen vakaan toiminnan.
Teollisuuden suuritehoinen kohtaussovellus: teollisuuden suuritehoisissa sovellusskenaarioissa, kuten suuritehoiset laserleikkaukset, hitsaus- ja muut prosessointilaitteet, laseridiodipino tuottaa paljon lämpöä. Mikrokanava nestemäinen jäähdytys voi tehokkaasti selviytyä tästä suuresta lämmönkuormasta ja varmistaa laitteiden suorituskyky ja luotettavuus pitkäaikaisen suuritehoisen toiminnan aikana. Esimerkiksi suurissa metallinkäsittelytyöpajoissa laser diodipinnat mikrokanavan nestemäisen jäähdytyksen avulla voivat tarjota vakaan valonlähteen tarkkaan laserleikkauslaitteisiin, varmistaen leikkuulaadun ja tehokkuuden.

②Thermoelektrinen jäähdytys (TEC)
Skenaariot, jotka vaativat tarkkaa lämpötilanhallintaa (kuten tieteelliset tutkimusvälineet): Termoelektrinen jäähdytys käyttää puolijohdemateriaalien Peltier -vaikutusta. Kun virta kulkee kahdesta eri metallista tai puolijohdosta koostuvan silmukan läpi, solmussa tapahtuu lämmön imeytyminen tai lämmön vapautuminen. Hallitsemalla virran suuntaa ja suuruutta laser diodipinoa voidaan hallita tarkasti. Tämä jäähdytysmenetelmä voi tarjota erittäin vakaan lämpötilaympäristön. Joillekin tieteellisille tutkimusvälineille, jotka vaativat erittäin korkeaa lämpötilan tarkkuutta, kuten spektrometrit ja tarkkaan anturit, termoelektrisesti jäähdytetyn laser diodin pino voi varmistaa, että lämpötilan vaihtelut eivät vaikuta instrumentin suorituskykyyn parantaen siten mittauksen tarkkuutta ja luotettavuutta.
③Air -jäähdytys ja luonnollinen konvektiojäähdytys
Pienen tehon kannettavien laitteiden sovellettavuus: Ilmajäähdytys on pakotettava ilmavirta tuulettimen läpi laser diodin pinon tuottaman lämmön poistamiseksi; Luonnollinen konvektiojäähdytys riippuu konvektiosta, jonka aiheuttavat ilman luonnollisen lämpötilaeron lämpöä. Nämä kaksi jäähdytysmenetelmää eivät vaadi monimutkaisia ​​jäähdytysjärjestelmiä ja jäähdytysnesteitä, ja niissä on yksinkertaiset rakenteet ja alhaiset kustannukset. Pienen tehon kannettavien laitteiden, kuten pienten laser-etäisyysmittarit ja kannettavat laserprojektorit, ilmajäähdytys ja luonnollinen konvektiojäähdytys voivat täyttää lämmön hajoamisvaatimukset säilyttäen samalla laitteen siirrettävyyden ja yksinkertaisuuden. Ne voivat tehokkaasti hajottaa lämpöä laitteen käytön aikana, estäen laser diodipinoiden vaurioitumisen ylikuumenemisen avulla, samalla kun se ei aseta liikaa lisätaakkaa laitteelle.

4. Luokittelu lähtöteho- ja ajotilan mukaan
① Jatkuva aalto (CW) laserpino
Sähköalue (sata wattia kilowattiin):Jatkuva aaltolaserpino voi tulostaa jatkuvia ja vakaita lasereita, ja niiden sähköalue voi ulottua sata watin tasosta kilowattitasolle. Tämä laaja sähkövalikoima antaa sille mahdollisuuden vastata eri sovellusskenaarioiden tarpeisiin. Esimerkiksi teollisuuden prosessoinnissa joillekin tehtäville, kuten materiaalileikkausta ja hitsausta, jotka vaativat korkeampaa tehoa, mutta eivät erityisen suuria tehonvaatimuksia, sadan tason jatkuva aaltolaserpino voi olla pätevä; Vaikka joissakin laajamittaisissa teollisuustuotannossa tai tieteellisissä tutkimuskokeissa, joilla on suuritehoiset vaatimukset, tarvitaan kilowattitason jatkuvan aaltolaserpino riittävän energian tarjoamiseksi.
Pitkäaikaiset vakausvaatimukset:Koska jatkuvan aaltolaserpino on jatkuvasti tuotettava stabiilit laserit pitkään, sillä on korkeammat vaatimukset sen pitkäaikaiselle vakaudella. Teollisuustuotantoprosessissa laitteiden on käytettävä pitkään. Jos laserpinojen lähtöteho on epävakaa, se aiheuttaa prosessoinnin laadun vaihtelut ja vaikuttaa tuotteen johdonmukaisuuteen ja pätevään nopeuteen. Tieteellisen tutkimuksen, kuten pitkäaikaisten fysikaalisten kokeiden tai kemiallisen analyysin, alalla laserpino vaaditaan myös vakaan tuotoksen ylläpitämiseksi kokeellisten tietojen tarkkuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi. Pitkän aikavälin vakauden vaatimusten täyttämiseksi tarvitaan yleensä sarjaa suunnittelu- ja valmistusprosessin aikana, kuten lämmönpoistojärjestelmän optimointi, korkealaatuisten materiaalien valitseminen ja tiukkojen pakkausten suorittaminen.
② Pulse -laserpino
Lyhyt pulssi (nanosekunnin taso) ja ultrashort -pulssi (pikosekunnin\/femtosekunnin taso):Pulssilaserpino voi tuottaa lyhyen pulssilaser -ulostulon, joka voidaan jakaa lyhyeen pulssiin (nanosekunnin taso) ja ultrashort -pulssiin (picosekunnin\/femtosekunnin taso) pulssin leveyden mukaan. Lyhyen pulssilaserpinojen tuottama pulssin leveys on nanosekunnin tasolla. Tällä pulssilaserilla on suuri huipputeho ja se sopii joillekin kohtauksille, joilla on korkeat prosessoinnin ja nopeuden vaatimukset, kuten tiettyjen metallimateriaalien tarkkuuden leikkaaminen ja poraus. UltraShort -pulssilaserpinojen pulssin leveys saavuttaa pikosekunnin tai jopa femtosekunnin tason. Sille on ominaista erittäin matala lämpövaikutteinen vyöhyke, ja se voi käsitellä materiaaleja aiheuttamatta ilmeisiä lämpövaurioita. Siksi sillä on tärkeitä sovelluksia tarkkuuskäsittelykentällä, kuten puolijohdesirun valmistuksella ja lasileikkauksella.
Sovellukset:Tarkkuuskoneisto, LIDAR: Piulettujen laserpinojen tarkkuus- ja korkean energian tiheys mahdollistaa niiden saavuttamisen erilaisten materiaalien, kuten pienten elektronisten komponenttien valmistukseen elektroniikkateollisuudessa ja optisten linssien käsittely optisen kentällä. LIDAR -alalla pulssitettuja laserpinoja käytetään päästölähteinä kohteen etäisyys- ja sijaintitietojen havaitsemiseksi säteilemällä lyhyitä pulsseja tai ultrashort -pulsseja laserin ja vastaanottamalla sitten heijastuneen valonsignaalin. Pulssi-laserien ominaisuuksien vuoksi voidaan saavuttaa korkean tarkkuuden etäisyyden mittaus ja kohteentunnistus, ja niitä käytetään laajasti autonomisessa ajamisessa, ilmailu- ja muissa kentissä.

Suuritehoisten laseridiodipinojen luokittelu kattaa rakenteen ja pakkauksen (pystysuuntainen pinoaminen, vaaka- Skenaariot (teollisuusvalmistus, lääketieteellinen biologia, tieteellinen tutkimus ja kansallinen puolustus). Teknologiaa valittaessa on tarpeen harkita kattavasti sähkövaatimuksia, aallonpituusaluetta, lämmön hajoamisolosuhteita, sovellusympäristöä ja kustannustehokkuutta. Esimerkiksi teollisen suuritehoisen prosessoinnin etusijalle pystysuora pinoamis- tai hybridipakkausrakenteet, joissa on mikrokanava nestejäähdytys; Tarkkuuslääketieteellinen leikkaus voi valita pinoja, joissa on lähes infrapuna- tai keski-infrapunakaistat ja tarkka lämpötilanhallinta; Tieteellisen tutkimuksen alalla viritettävät tai erityiset aallonpituuspinat valitaan erityisten kokeellisten tarpeiden mukaisesti ja yhdistetään asianmukaisiin jäähdytys- ja ajotapoihin pitkäaikaisen vakaan toiminnan varmistamiseksi.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, puhu rohkeasti meille. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitteemme tarjotaksemme asiakkaillemme korkealaatuisia, alhaisia ​​hintoja ja parasta palvelua.