Lazer Çip

Monte edilmemiş diyot lazer çubuğu olarak da adlandırılan lazer çipi, bir ısı emiciye monte edilmeyen ve herhangi bir dış ambalajı bulunmayan tek yayıcı lazer çipi veya tek çubuklu lazer çipidir. Olağanüstü güvenilirlik ve performans sağlayan 450 nm'den 2 µm'ye kadar dalga boyu elde etmek için GaAs, InP ve GaSb yarı iletken malzemeler arasından seçim yapın.

Lazer çipi, lazerleri ve diğer optoelektronik bileşenleri entegre eden minyatürleştirilmiş bir çiptir. Bir lazer çipinin temel bileşeni, lazer üretmek için yarı iletken malzemelerdeki elektronların ve deliklerin rekombinasyon sürecini kullanan yarı iletken bir lazerdir. Lazer çipleri, geleneksel gaz lazerlerinden veya katı hal lazerlerinden daha küçük ve daha hafiftir; bu da onları çeşitli taşınabilir ve gömülü cihazlara entegrasyona uygun hale getirir.

Tek Verici

Tek Çubuk

VCSEL Çipi

Tek Verici EEL Çipi

Tek Çubuk EEL Çip

Tek yayıcı lazer çipi ile tek çubuklu lazer çipi arasındaki temel fark, yapıları ve uygulamalarıdır. Tek yayıcı lazer çipi genellikle tek bir lazer çipini ifade ederken, tek çubuklu lazer çipi birden fazla lazer çipinden oluşan şerit şeklindeki yapılardır.

Tek yayıcı lazer çipi, tek bir lazer çipinden oluşur ve genellikle daha küçük boyuta ve daha düşük güç çıkışına sahiptir. Genellikle fiber optik iletişim ve lazer işaretleyiciler gibi ışının hassas kontrolünü gerektiren uygulamalarda kullanılırlar. Tek yayıcı lazer çipinin özellikleri, yüksek ışın kalitesidir ve yüksek yönelim ve yüksek parlaklık gerektiren uygulamalar için uygundur.

Tek çubuklu lazer çipi, birden fazla lazer çipinden oluşan şerit şeklinde yapılardır ve genellikle daha büyük boyuta ve daha yüksek güç çıkışına sahiptir. Tek çubuklu lazer çipi, malzeme işleme, tıbbi ekipman ve bilimsel araştırma aletleri gibi yüksek güç çıkışı gerektiren uygulamalar için uygundur. Tek çubuklu lazer çipinin özellikleri, yüksek çıkış gücüdür ve geniş alan ışınlaması veya yüksek enerji gerektiren uygulamalar için uygundur.

Teknik detaylar ve uygulamalar açısından tek emitörlü lazer çipi ve tek çubuk lazer çipi, hazırlama yöntemleri ve malzeme seçimi açısından da farklılık göstermektedir. Tek emitörlü lazer çipleri genellikle metal organik kimyasal buhar biriktirme teknolojisi kullanılarak hazırlanır ve yüksek ışın kalitesine ve verime sahiptir. Tek çubuklu lazer çipi, epitaksiyel katman ve izolasyon oluğu tasarımı sayesinde yan lazeri önler ve cihazın güvenilirliğini ve dayanıklılığını artırır.

Monte edilmemiş lazer çubukları, aşağıdaki adımlar dahil olmak üzere tek yayıcı lazer çipleri halinde kesilebilir:

Kazıma: Bölünecek her monte edilmemiş lazer çubuğu üzerinde, iki bitişik çip arasında kazıma gerçekleştirilir.

Film genişletme: Lazer çubuğu takılı yapışkan film, ilk film genişletme için film genişletme makinesine aktarılır. Filmin genleşmesi tamamlandıktan sonra yapışkan film birinci genleşme durumundadır ve bu durumda kalır.

Bölme: İlk genleşme durumundaki yapışkan film bölme makinesine aktarılır ve lazer çubuğu üzerindeki talaşları birbirinden ayırmak için lazer çubuğu çizme çizgisi boyunca bölünür. Lazer çubuğuna yapıştırılan yapışkan filmi ayırmadan önce genişleterek, çizme hattının her iki tarafındaki talaşlara öngerilme sağlanır, böylece talaşlar, talaşların birbirine çarpması önlenerek, ayırma sırasında kazıma yönü boyunca doğal olarak temiz bir şekilde ayrılabilir. diğeri ise yarılma ve hasar görme sırasında.

Bu yöntemin anahtarı, talaşların ayırma sırasında doğal olarak çizilme yönü boyunca ayrılabilmesini sağlamak, böylece talaşların verimini ve kalitesini arttırmak için film genleşmesi yoluyla ön gerilim sağlamaktır.

‌Montajsız lazer çubuğunun yayıcıları arasındaki boşluğun performans üzerinde önemli bir etkisi vardır. Düzgün yayıcı aralığı, monte edilmemiş lazer çubuğunun daha iyi ısı dağıtma etkisini sağlayabilir, böylece monte edilmemiş lazer çubuğunun ömrünü ve stabilitesini artırabilir.

Monte edilmemiş lazer çubuğunun yayıcıları arasındaki mesafe, ısı dağılımı etkisini etkileyecektir. Emitörlerin aralığı eşit değilse, bazı emitörlerin sıcaklığının çok yüksek olmasına neden olarak lazerin performansını ve ömrünü etkileyebilir. Çubuğun her bir yayıcısının genişliğini ayarlayarak, tüm çubuğun ısı dağılımı daha düzgün hale getirilebilir ve orta yayıcının sıcaklığının, kenar yayıcının sıcaklığından önemli ölçüde daha yüksek olması önlenebilir, böylece sorunlar azaltılabilir. dalga boyu kayması ve darbe genişliğinin azaltılması.

Yayıcılar arasındaki boşluk aynı zamanda monte edilmemiş lazer çubuğunun parlaklığını da etkiler. Yayıcılar arasındaki mesafe çok büyükse, bu durum eşit olmayan parlaklığa neden olabilir ve ekran efektini etkileyebilir. Yayıcılar arasındaki uygun aralık, farklı uygulama senaryolarında monte edilmemiş lazer çubuğunun görüntü efektini ve performansını garanti edebilir.

Lazer çiplerin paketlenmesinde kullanılan ısı emiciler için, esas olarak termal iletkenlik, termal genleşme katsayısı uyumu, termal gerilim giderme kapasitesi ve yüzey işlemi dahil olmak üzere birçok gereksinim vardır. ‌

Birincisi, termal iletkenlik, soğutucu malzemelerin önemli parametrelerinden biridir. Lazer çipleri çalışma sırasında çok fazla ısı üretir. Isı zamanında dağıtılamazsa lazerin performansı ve ömrü etkilenecektir. Bu nedenle, ısıyı etkili bir şekilde uzaklaştırmak için soğutucu malzemenin yüksek bir termal iletkenliğe sahip olması gerekir. Alüminyum nitrür, silisyum karbür, elmas vb. gibi yaygın olarak kullanılan ısı emici malzemeler yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.

İkincisi, termal genleşme katsayısı eşleşmesi de çok önemlidir. Lazer çiplerinin ve ısı emici malzemelerinin termal genleşme katsayılarının, sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan gerilimi azaltmak ve malzemeler arasındaki çatlakları veya deformasyonu önlemek için eşleşmesi gerekir. Örneğin, alüminyum nitrürün termal genleşme katsayısı 4,6×10^-6/K'dir ve bu, lazer çiplerinin termal genleşme katsayısına yakındır, dolayısıyla genellikle geçiş ısı emici malzemesi olarak kullanılır.

Ek olarak, termal stres giderme kapasitesi de önemli bir faktördür. Çalışma sırasında lazerin ürettiği ısı, çip ile ısı emici arasında termal strese neden olacaktır. Isı emici malzemesi bu gerilimleri etkili bir şekilde gideremezse, lazer performansının düşmesine veya başarısız olmasına neden olabilir. Bu nedenle, ısı emici malzemesinin iyi termal gerilim giderme özelliklerine sahip olması gerekir.

Son olarak yüzey işlemi de soğutucunun performansını etkiler. Isı emici malzemesinin yüzey işleminin, pratik uygulamalarda güvenilirliğini ve dayanıklılığını sağlamak için belirli görünüm ve fiziksel ve kimyasal test gereksinimlerini karşılaması gerekir.

Özetle, paketlenmiş lazer çipleri için kullanılan ısı emicinin, lazerin stabilitesini ve uzun vadeli güvenilirliğini sağlamak için yüksek termal iletkenliğe sahip olması, çipin termal genleşme katsayısına uygun olması, iyi termal stres giderme yetenekleri ve uygun yüzey işlemine sahip olması gerekir.

‌Monte edilmemiş lazer çip çubuklarının paketlenmesinin temel adımları şunları içerir: uygun paketleme malzemelerinin seçilmesi, paketleme yapısının tasarlanması, kaynak ve birleştirmenin gerçekleştirilmesi ve termal yönetimin optimize edilmesi.

Her şeyden önce uygun ambalaj malzemesinin seçilmesi, monte edilmemiş lazer çip çubuğunun performansını sağlamanın anahtarıdır. Örneğin, altın-kalay sert lehim, yüksek güçlü galyum nitrür (GaN) mavi yarı iletken lazer çubuklarını paketlemek için kullanılabilir ve bakır-tungsten geçişli ısı emici, ambalajın artık gerilimini bastırmak için bir tampon katman olarak kullanılabilir. Ayrıca InGaAs/AlGaAs epitaksiyel malzeme sistemi, yüksek güçlü konik yarı iletken lazer çubuk dizileri tasarlamak için de kullanılabilir.

İkinci olarak, uygun şekilde tasarlanmış bir paketleme yapısı, monte edilmemiş lazer çip çubuklarının performansını artırmak için çok önemlidir. Örneğin paket yapısı, iyi bir termal yönetim ve akım dağıtımı elde etmek için mikro kanallı ısı emiciler, yalıtım filmleri ve bakır bantlar gibi bileşenler kullanılarak oluşturulabilir.

Daha sonra lehimleme ve yapıştırma işlemi gelir. Çipi bakır-tungsten geçiş ısı emicisine ötektik olarak bağlamak için yüksek hassasiyetli bir yerleştirme makinesi kullanılır ve kaynak kalitesini sağlamak için kaynak sıcaklığı, basıncı ve süresi sıkı bir şekilde kontrol edilir. Deneyler, uygun kaynak parametrelerinin termal direnci ve eşik akımını önemli ölçüde azaltabildiğini, böylece çıkış optik gücünü ve fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırabildiğini göstermektedir.

Son olarak, termal yönetimin optimize edilmesi, monte edilmemiş lazer çip çubuklarının uzun süreli istikrarlı çalışmasını sağlamak için önemli bir önlemdir. Isı emici yapısını rasyonel bir şekilde tasarlayarak ve uygun malzemeleri seçerek, termal direnç etkili bir şekilde azaltılabilir, ısı dağıtım verimliliği artırılabilir ve monte edilmemiş lazer çip çubuklarının servis ömrü uzatılabilir.

1. Kirlenmeyi önleyin: Parçacıkların ve mikroorganizmaların girişini önlemek için monte edilmemiş lazer çubuğunun tozsuz ve steril bir ortamda paketlenmesi gerekir. Bu kirletici maddeler, monte edilmemiş lazer çubuğunun performansını ve ömrünü etkileyebilir ve hatta ambalajlamanın bozulmasına neden olabilir.

2. Paketleme kalitesini artırın: Temiz odadaki çevresel kontrol, paketleme işlemi sırasında sıcaklığın, nemin ve hava akışının en iyi durumda olmasını sağlayabilir, böylece paketleme kalitesini ve tutarlılığını artırabilir. Bu, ambalaj kusurlarının azaltılmasına ve ürünlerin nitelikli oranının artırılmasına yardımcı olur.

3. Hizmet ömrünü uzatın: Temiz bir ortamda paketleme, monte edilmemiş lazer çubuğunun dış etkenlerden kaynaklanan hasarını azaltabilir, böylece hizmet ömrünü uzatabilir. Temiz oda, çevre koşullarını sıkı bir şekilde kontrol ederek paketleme işlemi sırasında karşılaşılabilecek kirlilik sorunlarını azaltır ve monte edilmemiş lazer çubuğunun stabilitesini ve güvenilirliğini korur.

4. Üretim verimliliğini artırın: Temiz odanın verimli filtreleme sistemi ve sıkı bir şekilde kontrol edilen çevre koşulları, kirliliğin neden olduğu üretim kesintilerini ve yeniden çalışmayı azaltabilir, böylece genel üretim verimliliğini artırabilir. Ayrıca temiz oda, üretim sürecinin sürekliliğini ve istikrarını da sağlayarak üretim verimliliğini daha da artırabilir.

‌Yapısal farklılıklar‌:

‌EEL (Kenar Yayan Lazer): EEL, eksen yönü boyunca radyasyon emisyonunu kullanır, yani ışık, genellikle silindirik bir yapıya sahip olan cihazın düzlem yönü boyunca yayılır ve ışık, yandan bir lazer ışını yayar.

‌VCSEL (Dikey Boşluklu Yüzey Yayan Lazer): VCSEL'in yapısı dikeydir yani ışık cihaza diktir ve ışık esas olarak üstten yayılarak dairesel bir nokta oluşturur.

Emisyon modu‌:

‌EEL: Lazer ışını silindirik bir yapı aracılığıyla yandan yayılır.

‌VCSEL: Yüzey yayan lazer, ışık esas olarak üstten yayılır.

‌Nokta şekli‌:

‌Yılan balığı: Yayılan nokta eliptiktir.

‌VCSEL: Yayılan nokta daireseldir.

‌Performans farklılıkları‌:

‌EEL: Yüksek enerji gereksinimi olan uygulamalara uygun, tek lazerden daha yüksek çıkış gücüne ve enerjiye sahiptir.

‌VCSEL‌: Yüksek dahili kuantum verimliliğine ve daha iyi termal kararlılığa sahiptir ve yüksek hız, düşük güç tüketimi ve geniş bir sıcaklık aralığına ulaşabilir‌.

‌Uygulama alanları‌:

‌EEL‌: Çoğunlukla fiber optik iletişim, lazer baskı, optik diskler ve optik ölçüm ve algılama gibi yüksek hızlı iletişimler için kullanılır.

‌VCSEL‌: Veri merkezi optik ara bağlantısı, lidar, yüz tanıma, 3D tarama ve diğer uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır‌.

Özetle, EEL ve VCSEL'in yapı, emisyon modu, nokta şekli, performans ve uygulama alanları açısından önemli farklılıkları vardır. Kullanıcılar özel ihtiyaçlara göre uygun lazer çipini seçebilirler.

EEL Kenar Yayan Lazer çipinin çalışması temel olarak aşağıdaki adımları içerir:

1. Taşıyıcı enjeksiyonu: İleriye doğru bir eğilim uygulayarak, elektronlar N tipi bölgeden aktif katmana enjekte edilir ve delikler P tipi bölgeden aktif katmana enjekte edilir. Aktif katmanda elektronlar ve delikler yeniden birleşerek fotonlar üretir. Bu süreç ışık yayan diyota (LED) benzer, ancak EEL sıradan ışık yerine lazerleri elde etmeyi amaçlıyor.

2. Uyarılmış radyasyon ve ışık amplifikasyonu: Aktif katmanda üretilen fotonlar diğer uyarılmış elektronlarla etkileşime girerek bu elektronların düşük enerji durumuna geçmesine ve ilk fotonlarla aynı faz, frekans ve yöne sahip daha fazla foton yaymasına neden olur. Bu uyarılmış radyasyondur. Fotonlar bu aynalar arasında ileri geri yansıdığında aktif katmanda daha fazla uyarılmış radyasyon fotonları üretilir ve rezonans boşluğunda bir ışık amplifikasyon mekanizması oluşturulur.

3. Rezonans boşluğu ve ışık amplifikasyonu: EEL'nin aktif katmanı iki paralel ayna (uç yüzler) arasına gömülü olduğundan, bu aynalar bazı fotonları aktif katmana geri yansıtacaktır. Fotonlar iki ayna arasında ileri geri yansıdığında, aktif katmanda daha fazla uyarılmış radyasyon fotonları üretilir. Bu tekrarlanan ışık amplifikasyon işlemi, rezonans boşluğundaki ışık amplifikasyon mekanizmasını oluşturur.

‌4. Lazer çıkışı‌: Rezonans boşluğundaki fotonların sayısı belirli bir eşiğe ulaştığında, lazer çıkışı oluşturmak için uç yüzden daha düşük yansıtıcılığa sahip bazı fotonlar yayılacaktır. EEL'in lazer ışınının yönü çipin yüzeyine paraleldir, dolayısıyla buna kenar yayan lazer denir.

Dört Soğutma Yöntemi

Doğal konveksiyonlu ısı emici soğutması‌: Bu yöntem, üretilen ısıyı uzaklaştırmak ve ısıyı doğal konveksiyon yoluyla dağıtmak için yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler kullanır. Ayrıca kanatçıklar ısının dağıtılmasına ve soğutma sisteminin ısı aktarım hızının iyileştirilmesine de yardımcı olabilir.

‌Isı iletkenliği malzemeleri‌: Lazerin sıcaklığını azaltmak için ısı iletkenliği yüksek malzemeler kullanın. Bu malzemeler ısıyı etkili bir şekilde uzaklaştırabilir ve böylece lazerin kararlı çalışmasını koruyabilir.

Sektör lideri yarı iletken teknolojisine dayanan BrandNew, çok çeşitli lazer çip seçenekleri sunar. Bu seçeneklerden bazıları, 450 nm'den 2100 nm'ye kadar değişen dalga boylarını, 20 W'a kadar çıkış gücüne sahip tek yayıcı lazer çipini ve 600 W'a kadar çıkış gücüne sahip tek çubuklu lazer çipini ve sürekli dalga (CW) ve yarı sürekli dalgayı (QCW) içerir. ) seçenekler. Lazer çip ve çubuk çeşitli dolgu faktörlerinde, şerit genişliklerinde, çubuk genişliklerinde ve boşluk uzunluklarında mevcuttur ve benzersiz gereksinimlerinizi karşılamak için özelleştirilmiş seçenekler geliştirilebilir.

Lazer çipler en sıkı kalite kontrolleri altında üretilmektedir. Yalnızca en son epitaksi, işleme ve faset kaplama teknolojisiyle çalışıyoruz. Lazer çipin montajında ​​standart lehimleme yöntemleri kullanılır. Malzeme hem yumuşak lehimi (indiyum) hem de sert lehimi (altın/kalay) destekler. Lazer çipinin standart konfigürasyonu, p tarafında ayrılmış bir yayıcı yapıdır. Talep üzerine, harici rezonatörlerin montajı için düşük AR kaplamaları kullanan, sürekli p tarafı metalizasyonlu ve uyarlanmış yüzey kaplamalı lazer çipleri mevcuttur.

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