Lazerinis lustas

Lazerinis lustas, dar vadinamas neįmontuota diodine lazerio juosta, yra vieno emiterio lazerio lustas arba vieno strypo lazerinis lustas, kuris nėra pritvirtintas prie šilumos kriauklės ir neturi jokios išorinės pakuotės. Norėdami gauti bangos ilgį nuo 450 nm iki 2 µm, rinkitės iš GaAs, InP ir GaSb puslaidininkinių medžiagų, kurios užtikrina išskirtinį patikimumą ir našumą.

Lazerinis lustas yra miniatiūrinis lustas, kuriame integruoti lazeriai ir kiti optoelektroniniai komponentai. Pagrindinis lazerio lusto komponentas yra puslaidininkinis lazeris, kuris naudoja elektronų ir skylių puslaidininkinėse medžiagose rekombinacijos procesą lazeriams generuoti. Lazerių lustai yra mažesni ir lengvesni nei tradiciniai dujiniai lazeriai ar kietojo kūno lazeriai, todėl juos galima integruoti į įvairius nešiojamus ir įterptuosius įrenginius.

Vienas emiteris

Vienvietis baras

VCSEL lustas

Vieno emiterio EEL lustas

Vieno strypo EEL lustas

Pagrindinis skirtumas tarp vieno emiterio lazerio lusto ir vieno strypo lazerinio lusto yra jų struktūra ir pritaikymas. Vieno emiterio lazerio lustas paprastai reiškia vieną lazerio lustą, o vienas strypinis lazerio lustas yra juostos formos struktūros, sudarytos iš kelių lazerinių lustų.

Vieno emiterio lazerio lustas yra sudarytas iš vieno lazerio lusto ir paprastai turi mažesnį dydį ir mažesnę galią. Paprastai jie naudojami tais atvejais, kai reikia tiksliai valdyti spindulį, pavyzdžiui, šviesolaidiniai ryšiai ir lazerinės rodyklės. Vieno spinduliuotės lazerinio lusto charakteristikos yra jų aukšta spindulių kokybė ir tinka tais atvejais, kai reikalingas didelis kryptingumas ir didelis ryškumas.

Vienos juostos lazerinis lustas yra juostos formos struktūros, sudarytos iš kelių lazerinių lustų ir paprastai turi didesnį dydį ir didesnę galią. Vienos juostos lazerinis lustas tinka naudoti, kai reikalinga didelė galia, pavyzdžiui, medžiagų apdorojimas, medicininė įranga ir mokslinių tyrimų instrumentai. Vienos juostos lazerinio lusto charakteristikos yra jų didelė išėjimo galia ir yra tinkamos naudoti, kai reikalingas didelio ploto švitinimas arba didelė energija.

Kalbant apie technines detales ir pritaikymą, vieno emiterio lazerio lustas ir vieno strypo lazerinis lustas taip pat skiriasi paruošimo būdais ir medžiagų pasirinkimu. Vieno emiterio lazerinis lustas paprastai paruošiamas naudojant metalo organinių cheminių garų nusodinimo technologiją ir pasižymi aukšta spindulio kokybe bei efektyvumu. Vienos juostos lazerinis lustas išvengia šoninio lazeravimo dėl epitaksinio sluoksnio ir izoliacijos griovelio dizaino ir pagerina įrenginio patikimumą ir ilgaamžiškumą.

Nemontuotus lazerinius strypus galima supjaustyti į vieno emiterio lazerio lustus, įskaitant šiuos veiksmus:

Rašymas: ant kiekvienos nesumontuotos lazerinės juostos, kuri turi būti suskaldyta, žymėjimas atliekamas tarp dviejų gretimų lustų.

Plėvelės išplėtimas: lipni plėvelė su pritvirtinta lazerine juostele perkeliama į plėvelės plėtimo mašiną pirmajam plėvelės išplėtimui. Pasibaigus plėvelės plėtimuisi, lipni plėvelė yra pirmojo išsiplėtimo būsenoje ir išlieka tokioje būsenoje.

Skaldymas: lipni plėvelė pirmosios išsiplėtimo būsenoje perkeliama į skaldymo mašiną, o lazerio juosta padalijama išilgai žymėjimo linijos, kad lazerio juostos lustai būtų atskirti vienas nuo kito. Išplečiant lipnią plėvelę, pritvirtintą prie lazerio juostos prieš padalijimą, lustams suteikiamas išankstinis įtempimas abiejose žymėjimo linijos pusėse, kad skaidant lustai būtų natūraliai švariai atskiriami išilgai žymėjimo krypties, išvengiant lustų susidūrimo su kiekviena. kiti skilimo ir sugadinimo metu.

Pagrindinis šio metodo veiksnys yra išankstinis įtempimas plečiant plėvelę, kad būtų užtikrinta, jog lustai gali būti natūraliai atskiriami išilgai rašymo krypties skaidymo metu, taip pagerinant lustų išeigą ir kokybę.

Atstumas tarp neįtaisytos lazerio juostos spindulių turi didelę įtaką veikimui. Vienodas spinduliuotės atstumas gali užtikrinti geresnį neįmontuotos lazerio juostos šilumos išsklaidymo efektą, taip pagerinant neįmontuotos lazerinės juostos tarnavimo laiką ir stabilumą.

Atstumas tarp nesumontuotos lazerio juostos spindulių turės įtakos šilumos išsklaidymo efektui. Jei atstumas tarp spindulių yra netolygus, kai kurių emiterių temperatūra gali būti per aukšta, o tai gali turėti įtakos lazerio veikimui ir tarnavimo laikui. Reguliuojant kiekvieno juostos emiterio plotį, viso strypo šilumos išsklaidymas gali būti tolygesnis, o vidurinio emiterio temperatūra gali būti žymiai aukštesnė už kraštinio emiterio temperatūrą, taip sumažinant problemas. bangos ilgio poslinkis ir impulso pločio mažinimas.

Atstumas tarp emiterių taip pat turi įtakos neįtaisytos lazerio juostos ryškumui. Jei atstumas tarp skleidėjų yra per didelis, tai gali sukelti netolygų ryškumą ir turėti įtakos ekrano efektui. Tinkamas atstumas tarp skleidėjų gali užtikrinti nesumontuotos lazerinės juostos rodymo efektą ir veikimą įvairiais taikymo atvejais.

Lazerinių lustų pakavimui naudojamiems aušintuvams keliami keli reikalavimai, daugiausia įskaitant šilumos laidumą, šiluminio plėtimosi koeficiento atitiktį, šiluminio įtempio atpalaidavimo galimybę ir paviršiaus apdorojimą. ‌

Pirma, šilumos laidumas yra vienas iš svarbių šilumos šalinimo medžiagų parametrų. Lazerio lustai veikimo metu išskiria daug šilumos. Jei šilumos nepavyks išsklaidyti laiku, tai turės įtakos lazerio veikimui ir tarnavimo laikui. Todėl šilumnešio medžiaga turi turėti didelį šilumos laidumą, kad šiluma būtų efektyviai pašalinta. Įprastos šilumnešio medžiagos, tokios kaip aliuminio nitridas, silicio karbidas, deimantas ir kt., pasižymi dideliu šilumos laidumu‌.

Antra, šiluminio plėtimosi koeficiento suderinimas taip pat yra labai svarbus. Lazerinių lustų ir šilumos šalinimo medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientai turi sutapti, kad būtų sumažintas temperatūros pokyčių sukeltas įtempis ir išvengta įtrūkimų ar deformacijų tarp medžiagų. Pavyzdžiui, aliuminio nitrido šiluminio plėtimosi koeficientas yra 4,6×10^-6/K, kuris yra artimas lazerio lustų šiluminio plėtimosi koeficientui, todėl dažnai naudojamas kaip pereinamoji šilumnešio medžiaga.

Be to, šiluminio įtempio atpalaidavimo galimybė taip pat yra pagrindinis veiksnys. Darbo metu lazerio skleidžiama šiluma sukels šiluminį įtampą tarp lusto ir šilumos kriauklės. Jei šilumnešio medžiaga negali veiksmingai pašalinti šių įtempių, lazerio veikimas gali pablogėti arba sugesti. Todėl šilumnešio medžiaga turi turėti geras šilumos įtempio atpalaidavimo galimybes.

Galiausiai, paviršiaus apdorojimas taip pat turi įtakos aušintuvo veikimui. Šilumos kriauklės medžiagos paviršiaus apdorojimas turi atitikti tam tikrus išvaizdos ir fizinių bei cheminių bandymų reikalavimus, kad būtų užtikrintas jos patikimumas ir ilgaamžiškumas praktiškai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad supakuotiems lazeriniams lustams naudojamas aušintuvas turi turėti aukštą šilumos laidumą, atitikti lusto šiluminio plėtimosi koeficientą, geras šiluminio įtempio atpalaidavimo galimybes ir tinkamą paviršiaus apdorojimą, kad būtų užtikrintas lazerio stabilumas ir ilgalaikis patikimumas.

‌Pagrindiniai nesumontuotų lazerinių drožlių juostų pakavimo žingsniai yra: tinkamų pakavimo medžiagų parinkimas, pakuotės struktūros projektavimas, suvirinimas ir klijavimas bei šilumos valdymo optimizavimas.

Visų pirma, tinkamos pakavimo medžiagos pasirinkimas yra raktas į nesumontuotos lazerinės lusto juostos našumą. Pavyzdžiui, aukso ir alavo kietas lydmetalis gali būti naudojamas didelės galios galio nitrido (GaN) mėlynos spalvos puslaidininkių lazerinių strypų pakavimui, o vario-volframo pereinamąjį aušintuvą galima naudoti kaip buferinį sluoksnį, kad būtų sumažintas liekamasis pakuotės įtempis. Be to, InGaAs / AlGaAs epitaksinių medžiagų sistema taip pat gali būti naudojama kuriant didelės galios kūginių puslaidininkinių lazerinių strypų matricas.

Antra, tinkamai suprojektuota pakuotės struktūra yra labai svarbi norint pagerinti nesumontuotų lazerinių lustų strypų veikimą. Pavyzdžiui, pakuotės struktūra gali būti sukurta naudojant tokius komponentus kaip mikrokanaliniai aušintuvai, izoliacinės plėvelės ir varinės juostos, kad būtų užtikrintas geras šilumos valdymas ir srovės paskirstymas.

Toliau seka litavimo ir klijavimo procesas. Didelio tikslumo išdėstymo aparatas naudojamas lustui eutektiniu būdu sujungti su vario-volframo perėjimo šilumos kriaukle, o suvirinimo temperatūra, slėgis ir laikas yra griežtai kontroliuojami, kad būtų užtikrinta suvirinimo kokybė. Eksperimentai rodo, kad tinkami suvirinimo parametrai gali žymiai sumažinti šiluminę varžą ir slenkstinę srovę, taip pagerinant išėjimo optinę galią ir fotoelektrinio konversijos efektyvumą.

Galiausiai, šilumos valdymo optimizavimas yra svarbi priemonė, užtikrinanti ilgalaikį stabilų neįmontuotų lazerinių lustų strypų veikimą. Racionaliai suprojektavus šilumos kriauklės konstrukciją ir parenkant tinkamas medžiagas, galima efektyviai sumažinti šiluminę varžą, pagerinti šilumos išsklaidymo efektyvumą ir pailginti nesumontuotų lazerinių lustų tarnavimo laiką.

1. Apsaugokite nuo užteršimo: Neįmontuota lazerio juosta turi būti supakuota nedulkėtoje ir sterilioje aplinkoje, kad būtų išvengta dalelių ir mikroorganizmų įsiskverbimo. Šie teršalai gali turėti įtakos neįmontuoto lazerinio strypo veikimui ir tarnavimo laikui ir netgi sukelti pakavimo gedimą.

2. Pagerinti pakuotės kokybę: Aplinkos kontrolė švarioje patalpoje gali užtikrinti, kad pakavimo proceso metu temperatūra, drėgmė ir oro srautas būtų geriausios būklės, taip pagerinant pakuotės kokybę ir nuoseklumą. Tai padeda sumažinti pakuotės defektus ir pagerinti gaminių kvalifikuotą normą.

3. Pailginkite eksploatavimo laiką: įpakavimas į švarią aplinką gali sumažinti išorinių veiksnių padarytą žalą neįmontuotai lazerinei juostai ir taip pailginti jos tarnavimo laiką. Švarus kambarys sumažina taršos problemas, su kuriomis gali susidurti pakavimo proceso metu, griežtai kontroliuojant aplinkos sąlygas, apsaugo neprimontuotos lazerinės juostos stabilumą ir patikimumą.

4. Pagerinti gamybos efektyvumą: efektyvi filtravimo sistema ir griežtai kontroliuojamos švarios patalpos aplinkos sąlygos gali sumažinti gamybos pertrūkius ir pertvarkymą dėl taršos, taip pagerinant bendrą gamybos efektyvumą. Be to, švari patalpa taip pat gali užtikrinti gamybos proceso tęstinumą ir stabilumą, toliau gerinant gamybos efektyvumą.

Struktūriniai skirtumai:

‌EEL (Edge Emitting Laser): EEL naudoja spinduliuotės emisiją ašies kryptimi, ty šviesa skleidžiama prietaiso plokštumos kryptimi, dažniausiai cilindrinės struktūros, o šviesa skleidžia lazerio spindulį iš šono.

VCSEL (vertikalios ertmės paviršiaus spinduliuojantis lazeris): VCSEL struktūra yra vertikali, tai yra, šviesa yra statmena įrenginiui, o šviesa daugiausia skleidžiama iš viršaus, sudarydama apskritą dėmę.

Emisijos režimas:

‌EEL: lazerio spindulys skleidžiamas iš šono per cilindrinę struktūrą.

VCSEL: paviršių spinduliuojantis lazeris, šviesa daugiausia skleidžiama iš viršaus.

Dėmės forma:

EEL: Išspinduliuota dėmė yra elipsės formos.

VCSEL: skleidžiama taškas yra apskritas.

Našumo skirtumai:

‌EEL: turi didesnę vieno lazerio išėjimo galią ir energiją, tinka naudoti su dideliais energijos reikalavimais.

‌VCSEL‌: turi didelį vidinį kvantinį efektyvumą ir geresnį terminį stabilumą, gali pasiekti didelį greitį, mažas energijos sąnaudas ir platų temperatūros diapazoną.

Taikymo sritys:

‌EEL‌: dažniausiai naudojamas didelės spartos ryšiams, pvz., šviesolaidiniam ryšiui, lazeriniam spausdinimui, optiniams diskams ir optiniam matavimui bei aptikimui‌.

‌VCSEL‌: dažniausiai naudojamas duomenų centrų optinio sujungimo, lidar, veido atpažinimo, 3D nuskaitymo ir kitose programose‌.

Apibendrinant galima teigti, kad EEL ir VCSEL turi didelių skirtumų pagal struktūrą, emisijos režimą, dėmės formą, veikimą ir taikymo sritis. Vartotojai gali pasirinkti tinkamą lazerio lustą pagal konkrečius poreikius.

EEL Edge Emitting Laser lusto darbas daugiausia apima šiuos veiksmus:

1. Nešiklio įpurškimas: pritaikius priekinį poslinkį, elektronai įpurškiami iš N tipo srities į aktyvųjį sluoksnį, o iš P tipo srities į aktyvųjį sluoksnį įleidžiamos skylės. Aktyviame sluoksnyje elektronai ir skylės rekombinuojasi, kad susidarytų fotonai. Šis procesas yra panašus į šviesos diodą (LED), tačiau EEL turi pasiekti lazerius, o ne įprastą šviesą.

2. Stimuliuojama spinduliuotė ir šviesos stiprinimas: aktyviajame sluoksnyje susidarę fotonai sąveikauja su kitais sužadintais elektronais, todėl šie elektronai pereina į mažos energijos būseną ir išspinduliuoja daugiau fotonų, kurių fazė, dažnis ir kryptis yra tokia pati kaip ir pradiniai fotonai. Tai stimuliuojama spinduliuotė. Kai fotonai atsispindi pirmyn ir atgal tarp šių veidrodžių, aktyviajame sluoksnyje susidaro daugiau stimuliuojamų spindulių fotonų, kurie rezonansinėje ertmėje sudaro šviesos stiprinimo mechanizmą.

3. Rezonansinė ertmė ir šviesos stiprinimas: kadangi aktyvusis EEL sluoksnis yra tarp dviejų lygiagrečių veidrodžių (galinių paviršių), šie veidrodžiai atspindės kai kuriuos fotonus atgal į aktyvųjį sluoksnį. Kai fotonai atsispindi pirmyn ir atgal tarp dviejų veidrodžių, aktyviajame sluoksnyje susidaro daugiau stimuliuojamų spindulių fotonų. Šis pakartotinis šviesos stiprinimo procesas sudaro šviesos stiprinimo mechanizmą rezonansinėje ertmėje.

4. Lazerio išvestis‌: kai fotonų skaičius rezonansinėje ertmėje pasiekia tam tikrą slenkstį, kai kurie fotonai bus išspinduliuojami per galinį paviršių su mažesniu atspindžiu, kad susidarytų lazerio išvestis. EEL lazerio spindulio kryptis yra lygiagreti lusto paviršiui, todėl ji vadinama kraštą spinduliuojančiu lazeriu.

Keturi aušinimo būdai

Natūralios konvekcijos aušintuvo aušinimas‌: naudojant šį metodą naudojamos medžiagos, turinčios didelį šilumos laidumą, kad pašalintų susidariusią šilumą ir išsklaidytų šilumą natūralios konvekcijos būdu. Be to, pelekai taip pat gali padėti išsklaidyti šilumą ir pagerinti aušinimo sistemos šilumos perdavimo greitį‌.

‌Šilumos laidumo medžiagos‌: naudokite medžiagas, turinčias didelį šilumos laidumą, kad sumažintumėte lazerio temperatūrą. Šios medžiagos gali veiksmingai pašalinti šilumą ir taip išlaikyti stabilų lazerio veikimą.

Remiantis pramonėje pirmaujančia puslaidininkių technologija, BrandNew siūlo platų lazerinių lustų pasirinkimą. Kai kurios iš šių parinkčių apima bangos ilgius nuo 450 nm iki 2100 nm, vieno emiterio lazerio lustą su iki 20 W išėjimo galia ir vieno strypo lazerio lustą su iki 600 W išėjimo galia ir nuolatinę bangą (CW) ir beveik nepertraukiamą bangą (QCW). ) parinktys. Lazerinis lustas ir juosta yra įvairių užpildymo koeficientų, juostelių pločių, juostų pločių ir ertmių ilgių, o pritaikytos parinktys gali būti sukurtos, kad atitiktų jūsų unikalius reikalavimus.

Lazeriniai lustai gaminami laikantis griežčiausios kokybės kontrolės. Dirbame tik su pažangiausiomis epitaksijos, apdorojimo ir briaunų dengimo technologijomis. Lazerinio lusto surinkimui naudojami standartiniai litavimo metodai. Medžiaga palaiko tiek minkštą litavimą (indį), tiek kietąjį litavimą (auksą / alavo). Standartinė lazerinio lusto konfigūracija yra emiterio struktūra, atskirta p pusėje. Pagal pageidavimą galimi lazeriniai lustai su nuolatiniu p-pusės metalizavimu ir pritaikytomis briaunų dangomis, naudojant žemo AR dangas išoriniams rezonatoriams surinkti.

Brandnew Technology, viena iš pirmaujančių diodinių lazerių gamintojų ir tiekėjų Kinijoje, turi profesionalią gamyklą, kuri gamina aukštos kokybės lazerio lustą ir parduoda už konkurencingą kainą. Sveiki atvykę į didmeninę prekybą mūsų produktais, pagamintais Kinijoje.