Диодный лазер с одним стержнем

Диодный лазер с одним стержнем включает в себя диодный лазер MCC и диодный лазер CS. Диодная лазерная планка MCC‌ относится к полупроводниковой лазерной планке, в которой используется микроканальный охладитель (MCC). MCC Laser Bar в основном используется для изготовления корпусов мощных полупроводниковых лазеров. Его основной особенностью является эффективное рассеивание тепла и способность работать в режиме непрерывной и квазинепрерывной волны с высоким рабочим циклом.‌ Диодная лазерная линейка в корпусе CS относится к форме корпуса полупроводникового лазера, где «CS» означает кондуктивное охлаждение. Эта форма упаковки в основном используется для мощных полупроводниковых лазеров, особенно в режиме высокой нагрузки и непрерывной работы, что требует эффективного решения для отвода тепла.

МКК Бар

CS Бар

Ручная эпиляция

Диодный лазер MCC

Диодная лазерная линейка CS, опционально FAC

Механизм охлаждения
«Водное охлаждение». Лазерное водяное охлаждение предназначено для рассеивания тепла за счет циркуляции воды. Вода циркулирует внутри и снаружи лазера, передавая тепло воде, а затем повторно используется после рассеивания в радиаторе. Водяное охлаждение обладает высокой теплопроводностью и способностью теплопередачи и может быстрее передавать тепло наружу, тем самым обеспечивая эффективную и стабильную работу лазера и снижая частоту отказов.

«Кондукционное охлаждение». Кондуктивное охлаждение обычно подразумевает использование свойств теплопроводности таких материалов, как металлы, для рассеивания тепла. Этот метод охлаждения зависит от эффективности теплопроводности материала и обычно используется для небольших устройств или локального рассеивания тепла.

Применимые сценарии
‌Водяное охлаждение‌: подходит для сценариев, требующих длительной непрерывной работы и обеспечивающих стабильность. Водяное охлаждение может обеспечить лучший эффект рассеивания тепла и снизить частоту отказов. Он подходит для мощных лазеров или приложений, требующих высокой стабильности.
«Кондуктивное охлаждение»: подходит для небольших устройств или для локального рассеивания тепла. Поскольку кондуктивное охлаждение зависит от эффективности теплопроводности материала, его эффект рассеивания тепла относительно ограничен и подходит для устройств с низкой мощностью или низкими требованиями к рассеиванию тепла.

Стоимость и сложность обслуживания
Водяное охлаждение: требует регулярной замены фильтров от накипи и добавления охлаждающей жидкости, что требует высоких затрат на техническое обслуживание.
Кондуктивное охлаждение: относительно простое обслуживание, требующее только регулярной очистки компонентов рассеивания тепла и низкие затраты на техническое обслуживание.

Режим работы CW
Режим работы CW означает, что лазер работает непрерывно, а энергия выходного луча остается постоянной и непрерывной. Этот рабочий режим подходит для приложений, требующих стабильной энергии лазера, таких как волоконно-оптическая связь и обработка материалов. Выходная мощность лазеров непрерывного действия относительно невелика, но может оставаться стабильной, что подходит для сценариев, требующих непрерывной выдачи лазерной энергии. ‌

Режим работы QCW
Режим работы QCW означает, что лазер работает в виде импульсов, длительность (ширина) каждого импульса ограничена, между импульсами существует определенный интервал. Лазеры QCW обычно излучают импульсы неоднократно на высокой частоте, а длительность импульса можно модулировать по мере необходимости для управления выходной мощностью и энергией импульса лазера. Этот режим работы подходит для сценариев применения с высокими требованиями к временному разрешению, таких как радиолокационные системы и медицинское оборудование. Высокоэнергетические короткие импульсы лазеров QCW могут обеспечить точные измерения и эффекты лечения. ‌

Конкретные сценарии применения
«Рабочий режим CW»: подходит для приложений, требующих стабильной энергии лазера, таких как волоконно-оптическая связь и обработка материалов. В этих приложениях лазеры непрерывного действия могут обеспечивать стабильную выходную мощность для удовлетворения непрерывных потребностей в передаче сигналов или обработке материалов.
«Рабочий режим QCW»: подходит для приложений с высокими требованиями к временному разрешению, таких как радиолокационные системы и медицинское оборудование. Высокоэнергетические короткие импульсы лазеров QCW могут обеспечить точные измерения и эффекты лечения.

Различные методы охлаждения: лазерная планка в корпусе CS использует пассивное охлаждение и обычно не требует дополнительных систем охлаждения, таких как деионизированная вода и циркуляционное охлаждение насоса высокого давления. Микроканальная лазерная планка использует жидкостное охлаждение, особенно микроканальный охладитель (MCC), впуск охлаждающей жидкости которого расположен рядом с лазерной планкой, с высокой эффективностью рассеивания тепла.
Структурное отличие: структура диодной линейки в корпусе CS относительно проста и не требует сложной конструкции каналов охлаждения. Микроканальная диодная линейка содержит микроканальный охладитель, который является важной частью ее конструкции для эффективного отвода тепла.

• Требования к техническому обслуживанию:Пакет CS: конструкция, не требующая обслуживания, без микроканального лазерного диода, без деионизированной воды и циркуляционного охлаждения насоса высокого давления.
• Микроканальный лазерный диод:Требуется регулярное обслуживание системы охлаждения.
• Различные сценарии применения:Благодаря не требующему технического обслуживания и простому методу охлаждения диодная линейка в корпусе CS очень подходит для лазерных применений промышленного уровня.

Микроканальная диодная линейка больше подходит для использования в условиях высокой нагрузки и непрерывного рабочего режима из-за высокой эффективности рассеивания тепла.

К основным функциям лазерной линейки CS с линзой FAC относятся фокусировка света, повышение направленности луча и уменьшение угла расхождения луча. ‌

Свет, излучаемый лазерным стержнем, сам по себе уже является лазерным светом, но поскольку на выходе из резонатора он обычно имеет эллиптическую или кому-форму, для его фокусировки требуется линза. Функция линзы состоит в том, чтобы сфокусировать эти лучи в световую точку, тем самым улучшая направленность луча и уменьшая угол расхождения луча.

Фокусный свет
Линза может эффективно фокусировать свет, излучаемый лазерным диодом, образуя световое пятно. Этот эффект фокусировки может значительно увеличить расстояние проецирования и яркость света, что делает применение лазерных диодов более эффективным и практичным.

Улучшите направленность луча
Фокусируясь через линзу, луч, излучаемый лазерным диодом, может быть более концентрированным и более направленным. Это означает, что луч может распространяться в определенном направлении более точно, уменьшая рассеяние и диффузию луча и повышая эффективность передачи луча.

Уменьшить угол расхождения луча
Использование линз позволяет существенно уменьшить угол расхождения луча, излучаемого лазерным диодом. Уменьшенный угол расхождения означает, что луч может сохранять меньший разброс во время распространения, тем самым улучшая коллимацию и стабильность луча‌.

При использовании лазерных стержней MCC с водяным охлаждением обратите внимание на следующие моменты‌:
‌Обеспечите правильную установку и подключение системы водяного охлаждения‌: включая водяные охладители, водопроводные трубы и охлаждающие жидкости, проверьте надежность соединения и избегайте утечек или просачивания воды‌.
«Выберите подходящую охлаждающую жидкость»: рекомендуется использовать жидкость с хорошими теплоотводящими и антикоррозионными свойствами, например дистиллированную воду или смесь охлаждающих жидкостей, и избегать использования жидкостей, которые могут повредить оборудование.
«Контролируйте температуру системы водяного охлаждения». В соответствии с требованиями к лазеру и рабочей средой отрегулируйте температуру, чтобы обеспечить работу оборудования при соответствующей температуре. Слишком высокая или слишком низкая температура – ​​это нехорошо.
‌Регулярно очищайте систему водяного охлаждения‌: Не допускайте засорения водопроводных труб, охладителей и т. д. грязью, которая влияет на эффективность рассеивания тепла. Для очистки используйте мягкую щетку или сжатый воздух.
‌Предотвращение замерзания‌: В условиях низкой температуры убедитесь, что лазер и водяной охладитель всегда находятся в среде выше 0 градусов Цельсия, или держите лазер и водяной охладитель во включенном состоянии, чтобы предотвратить попадание воды в трубу. замораживание‌.
‌Используйте антифриз‌: когда температура падает ниже 0 градусов, используйте антифриз для всей охлаждающей воды; если он не используется в течение длительного времени или питание отключено, слейте воду из водоохладителя и храните оборудование при температуре выше 5 градусов ‌.
Благодаря вышеуказанным мерам можно гарантировать, что лазерная планка MCC с водяным охлаждением сохранит оптимальную производительность и продлит срок службы во время использования.

Компоненты лазерного диода в корпусе CS в основном включают в себя следующие части:

Лазерный чип: это основная часть лазерного диода, отвечающая за излучение лазерного света. Лазерный чип обычно состоит из pn-перехода, состоящего из полупроводника p-типа и полупроводника n-типа, который содержит активный слой, излучающий свет, и покрытие, отражающее свет.

Слой металлизации: слой металлизации используется для соединения лазерного чипа и других компонентов. Обычно он разделен на изолирующую сетку, на этом слое располагаются катод и анод.

Монтажная подложка: Монтажная подложка используется для фиксации и поддержки лазерного чипа, а также для обеспечения отвода тепла. В некоторых случаях монтажная подложка также используется для изоляции радиатора.

Путь отвода тепла: Чтобы гарантировать, что лазерный диод не перегревается во время работы, обычно существует конструкция пути отвода тепла. Путь отвода тепла может быть вертикальным или горизонтальным, в зависимости от конструкции упаковки.

«Эффект улыбки лазерного луча» относится к тому факту, что в матрице полупроводниковых лазеров (LDA) из-за термического напряжения, возникающего в процессе упаковки, лазерный чип производит светоизлучающий изгиб в направлении быстрой оси, вызывая появление световых пятен на каждом из них. светоизлучающий блок не должен располагаться по прямой линии. Это явление известно как эффект «улыбки».

Причина
Основной причиной эффекта «улыбки» является несоответствие коэффициента теплового расширения между лазерным чипом и упаковочными материалами, такими как радиатор подложки, во время процесса упаковки, что приводит к тепловому напряжению. Это тепловое напряжение еще больше усугубляется, когда лазер работает, вызывая изгиб лазерного чипа, что влияет на линейность луча‌.

Влияние
Эффект «улыбки» оказывает существенное влияние на качество луча, что в основном проявляется в ухудшении линейности луча и равномерности распределения световых пятен. Это увеличит сложность коллимации, формирования и соединения волокон луча, тем самым влияя на общую производительность лазера.

Практические последствия и решения
В практических приложениях эффект «улыбки» будет влиять на качество луча мощных полупроводниковых лазеров, особенно в приложениях, требующих высокоточной юстировки. Чтобы уменьшить влияние эффекта «улыбки», его можно улучшить за счет оптимизации процесса упаковки, использования материалов с более подходящим коэффициентом теплового расширения и учета влияния изменений температуры на качество луча при проектировании.

Применение лазерных диодов CS (LD) в технологии печати в основном основано на их высокой эффективности, высокой плотности мощности и точном управлении. Лазерные диоды генерируют лазеры по принципу стимулированного излучения, которые используются для точной абляции или отверждения материалов в процессе печати.

Принцип работы лазерных диодов
Базовой структурой лазерного диода является PN-переход, который состоит из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа, легированных различными примесями. Когда к PN-переходу приложено прямое смещение, электроны перемещаются из области N в область P, а дырки перемещаются из области P в область N. Эти электроны и дырки рекомбинируют возле PN-перехода, генерируя фотоны. Для генерации лазеров также необходимы стимулированное излучение и оптические резонаторы. Вынужденное излучение означает, что когда электрон перепрыгивает с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, высвобождается фотон. Если этот фотон взаимодействует с другим электроном на высоком энергетическом уровне, это заставит электрон также испустить фотон той же частоты и фазы, тем самым достигая усиления света. Оптический резонатор использует отражатель для отражения фотонов в резонаторе, что еще больше увеличивает количество фотонов и в конечном итоге образует лазер. ‌

Применение лазерных диодов в полиграфической технике
В полиграфической технологии лазерные диоды в основном используются при лазерной печати. Основным компонентом лазерного принтера является лазерный сканер, который сканирует поверхность светочувствительного барабана лазерным лучом, генерируемым лазерным диодом. Когда лазерный луч облучает светочувствительный барабан, фотопроводящий материал на светочувствительном барабане поглощает энергию лазера и формирует электростатическое скрытое изображение. Впоследствии тонер адсорбируется на скрытом электростатическом изображении, завершая процесс печати.

Линейки лазерных диодов MCC могут быть упакованы в стопку лазерных диодов. ‌

Стержни лазерных диодов MCC могут быть упакованы в стопку лазерных диодов с помощью вертикальной стопки (V-образной стопки). Полупроводниковые лазеры с вертикальной стопкой решают проблему качества луча лазеров с горизонтальной решеткой, и качество их луча соответствует качеству одиночного лазерного луча, что подходит для применений с высокими требованиями к качеству луча. Кроме того, с усовершенствованием технологии упаковки количество лазерных стержней в вертикально расположенном лазере может быть увеличено с нескольких до 70, а максимальная выходная мощность также может достигать киловатт.

Структура упаковки
Конструкция упаковки линеек лазерных диодов MCC обычно включает катод, анод, впускное и выпускное отверстия для охлаждающей жидкости. Вход охлаждающей жидкости расположен близко к аноду лазерной матрицы, а выход охлаждающей жидкости - близко к катоду‌. Такая структура позволяет стержням лазерных диодов MCC эффективно рассеивать тепло и управлять теплом при укладке в массив.

Сценарии применения
После упаковки в комплект лазерных диодов линейки лазерных диодов MCC можно применять в различных сценариях, требующих высокой мощности лазера, таких как промышленная обработка, научные исследования, медицинское оборудование и т. д. Благодаря высокой выходной мощности и хорошему качеству луча MCC После упаковки линейки лазерных диодов могут соответствовать высоким требованиям, предъявляемым к лазерному оборудованию в этих областях.

Однополосные диодные лазеры доступны в виде несмонтированных лазерных диодных линеек или смонтированных в проводящих или активно охлаждаемых корпусах. Большинство диодных линеек работают в диапазоне длин волн от 755 до 860 нм или от 940 до 980 нм. Наиболее заметны длины волн 808 нм (для накачки неодимовых лазеров) и 940 нм (для накачки Yb:YAG). Другая важная длина волны составляет около 975–980 нм для накачки мощных волоконных лазеров и усилителей, легированных эрбием или иттербием. Типичный диод с пассивным охлаждением предлагается на креплении CS, стандартном корпусе, совместимом с монтажным приспособлением на основе термоэлектрического охладителя (TEC). Крепление CS подходит для работы в режиме квазиCW (QCW) и CW средней мощности. Для активного водяного охлаждения используются микроканальные радиаторы. Несколько стержней можно укладывать друг на друга в горизонтальном или вертикальном направлении, чтобы увеличить выходную мощность.

Мощные однополосные диодные лазеры используются непосредственно (в качестве диодных лазеров прямого действия) при лазерной обработке материалов (например, лазерная сварка и обработка некоторых поверхностей) и в качестве медицинских лазеров (например, для фотодинамической терапии, удаления татуировок, лазерной хирургии). Диодные линейки также разрабатываются для использования в военных целях в качестве боевого лазерного оружия. Для очень высоких мощностей (примерно более 100 Вт) используются диодные стопки, которые представляют собой несколько диодных планок, расположенных друг над другом в вертикальном направлении. Другое распространенное применение — накачка мощных твердотельных лазеров — как объемных, так и волоконных.

Brandnew Technology, один из ведущих производителей и поставщиков диодных лазеров в Китае, имеет профессиональную фабрику, которая производит высококачественные светодиоды с креплением CS, однополосные диодные лазеры, диодные лазеры непрерывного действия и продает их по конкурентоспособной цене. Добро пожаловать на оптовую продажу нашей продукции, произведенной в Китае.