Tek Çubuklu Diyot Lazer

Tek çubuklu diyot lazer, MCC diyot lazer çubuğunu ve CS diyot lazer çubuğunu içerir. MCC Diyot Lazer Çubuğu‌, bir mikrokanal soğutucusu (MCC) kullanan yarı iletken bir lazer çubuğunu ifade eder. MCC Lazer Bar esas olarak yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin paketleme yapısı için kullanılır. Temel özelliği, verimli ısı dağıtma performansı ve yüksek görev döngüsü sürekli dalga ve yarı sürekli dalga altında çalışabilme yeteneğidir.‌ CS paketlenmiş diyot lazer çubuğu, "CS"nin iletim soğutması anlamına geldiği yarı iletken lazer paketleme formunu ifade eder. Bu paketleme formu esas olarak yüksek güçlü yarı iletken lazerler için, özellikle de verimli bir ısı dağıtma çözümü gerektiren yüksek görev döngüsü ve sürekli çalışma modunda kullanılır.

MM Çubuğu

CS Çubuğu

Elde Epilasyon

MCC Diyot Lazer Çubuğu

CS Diyot Lazer Çubuğu, FAC isteğe bağlı

Soğutma mekanizması
‌Su soğutma‌: Lazerli su soğutma, ısının su dolaşımı yoluyla dağıtılmasıdır. Su, ısıyı suya aktarmak için lazerin içinde ve dışında dolaştırılır ve ardından radyatörde dağıldıktan sonra geri dönüştürülür. Su soğutmanın yüksek ısı iletkenliği ve ısı transfer yetenekleri vardır ve ısıyı dışarıya daha hızlı aktarabilir, böylece lazerin verimli ve kararlı çalışmasını sağlar ve arıza oranını azaltır.

‌İletimle soğutma‌: İletimle soğutma genellikle ısıyı dağıtmak için metal gibi malzemelerin termal iletkenlik özelliklerinin kullanılması anlamına gelir. Bu soğutma yöntemi, malzemenin ısıl iletkenlik verimliliğine bağlıdır ve genellikle küçük cihazlar veya yerel ısı dağıtımı için kullanılır.

Uygulanabilir senaryolar
‌Su soğutma‌: Uzun süreli sürekli çalışma gerektiren ve stabilite sağlayan senaryolara uygundur. Su soğutması daha iyi ısı dağılımı etkisi sağlayabilir ve arıza oranını azaltabilir. Yüksek güçlü lazerler veya yüksek stabilite gerektiren uygulamalar için uygundur.
‌İletim soğutma‌: Küçük cihazlar veya yerel ısı dağıtımı ihtiyaçları için uygundur. İletimle soğutma, malzemenin ısıl iletkenlik verimliliğine bağlı olduğundan, ısı dağıtma etkisi nispeten sınırlıdır ve düşük güç veya düşük ısı yayılımı gereksinimleri olan cihazlar için uygundur.

Bakım maliyeti ve zorluğu
Su soğutma: kireç filtrelerinin düzenli olarak değiştirilmesini ve soğutucu eklenmesini gerektirir; bu da yüksek bakım maliyetlerine neden olur.
İletimle soğutma: nispeten basit bakım, yalnızca ısı dağıtma bileşenlerinin düzenli temizliğini gerektirir ve düşük bakım maliyetleri.

CW çalışma modu
CW çalışma modu, lazerin sürekli olarak çalıştığı ve çıkış ışınının enerjisinin sabit ve kesintisiz kaldığı anlamına gelir. Bu çalışma modu, fiber optik iletişim ve malzeme işleme gibi kararlı lazer enerjisi gerektiren uygulamalar için uygundur. CW lazerlerin çıkış gücü nispeten düşüktür ancak sabit kalabilir, bu da sürekli lazer enerjisi çıkışı gerektiren senaryolar için uygundur. ‌

QCW çalışma modu
QCW çalışma modu, lazerin atım şeklinde çalıştığı, her atım süresinin (genişliğinin) sınırlı olduğu ve atımlar arasında belirli bir aralığın olduğu anlamına gelir. QCW lazerleri genellikle yüksek frekansta tekrar tekrar darbeler yayar ve darbe genişliği, lazerin çıkış gücünü ve darbe enerjisini kontrol etmek için gerektiği gibi modüle edilebilir. Bu çalışma modu, radar sistemleri ve tıbbi ekipman gibi yüksek zaman çözünürlüğü gereksinimleri olan uygulama senaryoları için uygundur. QCW lazerlerin yüksek enerjili kısa darbeleri hassas ölçüm ve tedavi etkileri sağlayabilir. ‌

Özel uygulama senaryoları
‌CW çalışma modu‌: Fiber optik iletişim ve malzeme işleme gibi kararlı lazer enerjisi gerektiren uygulamalar için uygundur. Bu uygulamalarda CW lazerler, sinyal iletimi veya malzeme işlemenin sürekli ihtiyaçlarını karşılamak için kararlı çıkış gücü sağlayabilir.
‌QCW çalışma modu‌: Radar sistemleri ve tıbbi ekipman gibi zaman çözünürlüğü açısından yüksek gereksinimlere sahip uygulamalar için uygundur. QCW lazerlerin yüksek enerjili kısa darbeleri hassas ölçüm ve tedavi etkileri sağlayabilir.

Farklı soğutma yöntemleri: CS paketli lazer çubuğu pasif soğutmayı benimser ve genellikle deiyonize su ve yüksek basınçlı pompa sirkülasyon soğutması gibi ek soğutma sistemleri gerektirmez. Mikro kanallı lazer çubuğu, yüksek ısı dağıtma verimliliğine sahip, soğutma sıvısı girişi lazer çubuğunun yakınında bulunan, özellikle mikro kanallı soğutucuyu (MCC) sıvı soğutmayı benimser.
Yapısal fark: CS paketlenmiş diyot çubuğunun yapısı nispeten basittir ve karmaşık soğutma kanalı tasarımı içermeyebilir. Mikrokanal diyot çubuğu, etkili ısı dağıtımı için yapısının önemli bir parçası olan mikrokanal soğutucuyu içerir.

• Bakım gereksinimleri:CS paketi: bakım gerektirmeyen tasarım, mikrokanallı lazer diyot yok, deiyonize su yok ve yüksek basınçlı pompa sirkülasyon soğutması yok.
• Mikrokanal lazer diyot çubuğu:Soğutma sisteminin düzenli bakımı gereklidir.
• Farklı uygulama senaryoları:Bakım gerektirmeyen ve basit soğutma yöntemi nedeniyle CS paketlenmiş diyot çubuğu, endüstriyel sınıf lazer uygulamaları için çok uygundur.

Mikrokanal diyot çubuğu, yüksek ısı dağıtma verimliliği nedeniyle yüksek görev döngüsünde ve sürekli çalışma modunda kullanıma daha uygundur.

FAC lensli CS lazer çubuğunun ana işlevleri arasında ışığı odaklamak, ışının yönelimini arttırmak ve ışının sapma açısını azaltmak yer alır. ‌

Bir lazer çubuğu tarafından yayılan ışık zaten lazer ışığının kendisidir, ancak rezonatörden çıktığında genellikle eliptik veya koma şeklinde olduğundan, onu odaklamak için bir lens gerekir. Merceğin işlevi, bu ışınları bir ışık noktasına odaklamak, böylece ışının yönelimini arttırmak ve ışının sapma açısını azaltmaktır.

Odak Işığı
Lens, bir ışık noktası oluşturmak için lazer diyot tarafından yayılan ışığı etkili bir şekilde odaklayabilir. Bu odaklanma etkisi, ışığın projeksiyon mesafesini ve parlaklığını önemli ölçüde artırarak lazer diyotların uygulanmasını daha verimli ve pratik hale getirebilir.

Işının yönlülüğünü geliştirin
Lazer diyotun yaydığı ışın, merceğin içinden odaklanarak daha konsantre ve daha yönlü hale getirilebilir. Bu, ışının belirli bir yönde daha doğru bir şekilde yayılabileceği, ışının saçılmasını ve yayılmasını azaltabileceği ve ışının iletim verimliliğini artırabileceği anlamına gelir.

Işın sapma açısını azaltın
Lenslerin kullanılması, lazer diyotun yaydığı ışının sapma açısını önemli ölçüde azaltabilir. Azaltılmış sapma açısı, ışının yayılma sırasında daha küçük bir yayılımı koruyabileceği ve böylece ışının kolimasyonunu ve stabilitesini iyileştirebileceği anlamına gelir.

Su soğutmalı lazer MCC lazer çubuklarını kullanırken aşağıdaki noktalara dikkat edin:
‌Su soğutma sisteminin‌ doğru kurulumunu ve bağlantısını sağlayın: su soğutucuları, su boruları ve soğutucular dahil, bağlantının sağlam olduğunu kontrol edin ve su sızıntısı veya sızıntısını önleyin‌.
‌Uygun bir soğutma sıvısı seçin‌: Damıtılmış su veya soğutma sıvısı karışımı gibi iyi ısı yayılımı ve korozyon önleme özelliklerine sahip bir sıvının kullanılması ve ekipmana zarar verecek sıvıların kullanılmasından kaçınılması önerilir.
‌Su soğutma sisteminin sıcaklığını kontrol edin‌: Lazer gereksinimlerine ve çalışma ortamına göre sıcaklığı, ekipmanın uygun sıcaklıkta çalışmasını sağlayacak şekilde ayarlayın. Çok yüksek veya çok düşük sıcaklık iyi değildir.
‌Su soğutma sistemini düzenli olarak temizleyin‌: Su borularının, soğutucuların vb. kirle tıkanmasını önleyin, bu durum ısı dağıtım verimliliğini etkiler. Temizlemek için yumuşak bir fırça veya basınçlı hava kullanın.
‌Donmayı önleyin‌: Düşük sıcaklıktaki ortamlarda, lazer ve su soğutucunun her zaman 0 santigrat derecenin üzerinde bir ortamda olduğundan emin olun veya borudaki suyun buharlaşmasını önlemek için lazer ve su soğutucuyu açık durumda tutun. donmak.
‌Antifriz kullanın‌: Sıcaklık 0 derecenin altına düştüğünde, tüm soğutma suyu için antifriz kullanın; Uzun süre kullanılmadığında veya elektrik kesildiğinde su soğutucunun içindeki suyu boşaltın ve ekipmanı 5 derecenin üzerindeki bir ortamda saklayın.
Yukarıdaki önlemler sayesinde su soğutmalı MCC lazer çubuğunun optimum performansı koruması ve kullanım sırasında servis ömrünü uzatması sağlanabilir.

CS paketlenmiş lazer diyot bileşenleri temel olarak aşağıdaki parçaları içerir:

Lazer çipi: Bu, lazer ışığının yayılmasından sorumlu olan lazer diyotunun çekirdek kısmıdır. Lazer çipi genellikle, ışık yayan aktif bir katman ve ışığı yansıtan bir kaplama içeren, p tipi bir yarı iletken ve n tipi bir yarı iletkenden oluşan bir pn bağlantısından oluşur.

Metalleştirme katmanı: Metalleştirme katmanı, lazer çipini ve diğer bileşenleri bağlamak için kullanılır. Genellikle bir yalıtım ızgarasına bölünmüştür ve katot ve anot bu katman üzerinde tasarlanmıştır.

Montaj alt tabakası: Montaj alt tabakası, lazer çipini sabitlemek ve desteklemek ve ısı dağılımı sağlamak için kullanılır. Bazı durumlarda montaj alt tabakası aynı zamanda ısı emiciyi izole etmek için de kullanılır.

Isı dağıtım yolu: Lazer diyotun çalışma sırasında aşırı ısınmamasını sağlamak için genellikle bir ısı dağıtım yolu tasarımı vardır. Isı dağıtım yolu, ambalaj tasarımına bağlı olarak dikey veya yatay olabilir

"Lazer ışını gülümseme etkisi", paketleme işlemi sırasında ortaya çıkan termal stres nedeniyle yarı iletken bir lazer dizisinde (LDA), lazer çipinin hızlı eksen yönünde ışık yayan bükülme üreterek her birinde ışık noktalarına neden olduğu gerçeğini ifade eder. ışık yayan ünitenin düz bir çizgide olmaması. Bu fenomen "gülümseme" etkisi olarak bilinir.

Neden
"Gülümseme" etkisinin ana nedeni, paketleme işlemi sırasında lazer çipi ile alt tabaka ısı emicisi gibi paketleme malzemeleri arasındaki termal genleşme katsayısındaki uyumsuzluktur ve bu durum termal strese neden olur. Bu termal stres, lazer çalışırken daha da kötüleşerek lazer çipinin bükülmesine neden olur ve böylece ışının doğrusallığı etkilenir.

Etkilemek
"Gülümseme" etkisinin ışın kalitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır; bu, esas olarak ışının doğrusallığının bozulmasında ve ışık noktalarının düzgün dağılımında kendini gösterir. Bu, ışın kolimasyonunun, şekillendirilmesinin ve fiber bağlantısının zorluğunu artıracak ve dolayısıyla lazerin genel performansını etkileyecektir.

Pratik çıkarımlar ve çözümler
Pratik uygulamalarda "gülümseme" etkisi, özellikle yüksek hassasiyetli hizalama gerektiren uygulamalarda, yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin ışın kalitesini etkileyecektir. "Gülümseme" etkisinin etkisini azaltmak için, paketleme sürecini optimize ederek, daha uygun termal genleşme katsayısına sahip malzemeler kullanarak ve tasarımda sıcaklık değişikliklerinin ışın kalitesi üzerindeki etkisini dikkate alarak bu etki iyileştirilebilir.

CS lazer diyotlarının (LD) baskı teknolojisindeki uygulaması esas olarak yüksek verimliliklerine, yüksek güç yoğunluklarına ve hassas kontrollerine dayanır. Lazer diyotlar, baskı işlemi sırasında malzemeleri doğru bir şekilde çıkarmak veya iyileştirmek için kullanılan, uyarılmış emisyon prensibi yoluyla lazerler üretir.

Lazer diyotların çalışma prensibi
Bir lazer diyotun temel yapısı, P tipi bir yarı iletken ve farklı safsızlıklarla katkılanmış bir N tipi yarı iletkenden oluşan bir PN bağlantısıdır. PN bağlantısına ileri bir eğilim uygulandığında, elektronlar N bölgesinden P bölgesine, delikler ise P bölgesinden N bölgesine hareket eder. Bu elektronlar ve delikler, fotonlar oluşturmak için PN bağlantısının yakınında yeniden birleşir. Lazer üretmek için uyarılmış emisyon ve optik rezonatörler de gereklidir. Uyarılmış emisyon, bir elektronun daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir enerji seviyesine atlaması sırasında bir fotonun salınması anlamına gelir. Bu foton başka bir elektronla yüksek enerji seviyesinde etkileşime girerse, elektronun da aynı frekans ve fazda bir foton salmasına neden olacak ve böylece ışık amplifikasyonu elde edilecektir. Optik rezonatör, boşluktaki fotonları yansıtmak için bir reflektör kullanır, foton sayısını daha da artırır ve sonunda bir lazer oluşturur. ‌

Lazer diyotların baskı teknolojisinde uygulanması
Baskı teknolojisinde lazer diyotlar esas olarak lazer baskıda kullanılır. Bir lazer yazıcının temel bileşeni, bir lazer diyot tarafından üretilen bir lazer ışınıyla ışığa duyarlı tamburun yüzeyini tarayan bir lazer tarayıcıdır. Lazer ışını ışığa duyarlı tamburu ışınladığında, ışığa duyarlı tambur üzerindeki fotoiletken malzeme lazer enerjisini emer ve elektrostatik bir gizli görüntü oluşturur. Daha sonra toner, yazdırma işlemini tamamlamak için elektrostatik gizli görüntüye adsorbe edilir.

MCC lazer diyot çubukları, lazer diyot yığını halinde paketlenebilir. ‌

MCC lazer diyot çubukları, dikey yığın (V yığını) ile lazer diyot yığını halinde paketlenebilir. Dikey yığınlı yarı iletken lazerler, yatay dizili lazerlerin ışın kalitesi sorununun üstesinden gelir ve bunların ışın kalitesi, yüksek ışın kalitesi gereksinimleri olan uygulamalar için uygun olan tek bir lazer ışınınınkiyle tutarlıdır‌. Ayrıca paketleme teknolojisinin gelişmesiyle birlikte dikey olarak istiflenmiş bir lazerdeki lazer çubuklarının sayısı birkaçtan 70'e çıkarılabilir ve maksimum çıkış gücü de KW'a ulaşabilir.

Ambalaj yapısı
MCC lazer diyot çubuklarının ambalaj yapısı genellikle bir katot, bir anot, bir soğutucu girişi ve çıkışı içerir. Soğutucunun soğutucu girişi lazer dizisinin anotuna yakınken, soğutucu çıkışı katoda yakındır. Bu yapı, MCC lazer diyot çubuklarının bir dizi halinde istiflendiğinde ısıyı etkili bir şekilde dağıtmasını ve ısıyı yönetmesini sağlar.

Uygulama senaryoları
Lazer diyot yığınına paketlendikten sonra MCC lazer diyot çubukları, endüstriyel işleme, bilimsel araştırma, tıbbi ekipman vb. gibi çeşitli yüksek güçlü lazer talebi senaryolarına uygulanabilir. Yüksek güç çıkışları ve iyi ışın kaliteleri nedeniyle MCC, lazer diyot çubukları, paketlendikten sonra bu alanlardaki lazer ekipmanına yönelik yüksek gereksinimleri karşılayabilir.

Tek çubuklu diyot lazer, monte edilmemiş lazer diyot çubukları halinde veya iletken veya aktif olarak soğutulmuş paketler halinde monte edilmiş olarak mevcuttur. Çoğu diyot çubuğu, 755 ila 860 nm veya 940 nm ila 980 nm arasındaki dalga boyu bölgesinde çalışır. 808 nm (neodimyum lazerleri pompalamak için) ve 940 nm (Yb:YAG'ı pompalamak için) dalga boyları en belirgin olanlardır. Bir diğer önemli dalga boyu, erbiyum katkılı veya iterbiyum katkılı yüksek güçlü fiber lazerlerin ve amplifikatörlerin pompalanması için 975-980 nm civarındadır. Tipik bir pasif soğutmalı diyot, termoelektrik soğutucu (TEC) tabanlı bir montaj tertibatıyla uyumlu standart bir paket olan CS montajında ​​sunulmaktadır. CS montajı, yarı-CW (QCW) ve orta güçte CW işlemi için uygundur. Aktif su soğutması için mikro kanallı ısı emiciler kullanılır. Çıkış gücünü artırmak için birden fazla çubuk yatay veya dikey yönde istiflenebilir.

Yüksek güçlü tek çubuklu diyot lazer, lazerli malzeme işlemede (örneğin lazer kaynağı ve belirli yüzey işlemlerinde) doğrudan (doğrudan diyot lazerler olarak) ve tıbbi lazerler olarak (örneğin fotodinamik terapi, dövme silme, lazer cerrahisi için) kullanılır. Diyot çubukları ayrıca savaş alanı lazer silahları olarak askeri kullanım için daha da geliştirildi. Çok yüksek güçler için (yaklaşık 100 W'ın üzerinde), dikey yönde istiflenmiş birkaç diyot çubuğu için gerekli olan diyot yığınları kullanılır. Diğer bir yaygın uygulama ise hem toplu hem de fiber lazerler olmak üzere yüksek güçlü katı hal lazerlerinin pompalanmasıdır.

Çin'in önde gelen diyot lazer üreticilerinden ve tedarikçilerinden biri olan Brandnew Technology, yüksek kaliteli CS montajlı LD, tek çubuk diyot lazer, CW diyot lazer üreten ve rekabetçi fiyatlarla satan profesyonel bir fabrikaya sahiptir. Çin'de üretilen ürünlerimizin toptan satışına hoş geldiniz.