| 封止はんだ ダイオードレーザーバースタック | AuSn パック |
| 中心波長 | 1064nm |
| 出力電力 | ≥55W |
| 動作電流 | ≤30A |
| 動作電圧 | ≤24V |
| 作業モード | CW |
| キャビティ長さ | 900mm |
| 出力ミラー | T = 20% |
| 水温 | 25±3℃ |
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抽象的な
CW (Continuous Wave) ダイオード励起レーザーモジュールの需要は、固体レーザーの重要な励起光源として急速に増加しています。これらのモジュールは、ソリッドステート レーザー アプリケーションの特定の要件を満たす独自の利点を提供します。 G2 - ダイオード ポンプ ソリッド ステート レーザーは、LumiSpot Tech の CW ダイオード ポンプ シリーズの新製品であり、より幅広い応用分野と優れたパフォーマンス能力を備えています。
この記事では、CW ダイオード ポンプ固体レーザーに関する製品の用途、製品の特徴、製品の利点に焦点を当てたコンテンツを記載します。記事の最後では、Lumispot Tech の CW DPL のテスト レポートと当社の特別な利点を紹介します。
応用分野
高出力半導体レーザーは、主に固体レーザーのポンプ光源として使用されます。実際のアプリケーションでは、半導体レーザー ダイオード励起光源が、レーザー ダイオード励起固体レーザー技術を最適化する鍵となります。
このタイプのレーザーは、従来のクリプトン ランプやキセノン ランプの代わりに、固定波長出力の半導体レーザーを利用して結晶を励起します。その結果、このアップグレードされたレーザーは 2 と呼ばれます。nd高効率、長寿命、良好なビーム品質、良好な安定性、コンパクト性および小型化という特徴を備えたCWポンプレーザー（G2-A）の生成。
ハイパワーポンプ能力
CW ダイオード ポンプ ソースは、光エネルギー レートの強力なバーストを提供し、ソリッド ステート レーザー内のゲイン媒体を効果的にポンピングして、ソリッド ステート レーザーの最高のパフォーマンスを実現します。また、ピーク電力 (または平均電力) が比較的高いため、幅広いアプリケーションが可能になります。産業、医療、科学。
優れたビームと安定性
CW半導体ポンピングレーザーモジュールは、光ビームの優れた品質と自発的な安定性を備えており、これは制御可能な正確なレーザー光出力を実現するために重要です。このモジュールは、明確で安定したビームプロファイルを生成するように設計されており、固体レーザーの信頼性と一貫性のあるポンピングを保証します。この機能は、産業材料加工におけるレーザー応用の要求を完全に満たします。 レーザー切断、研究開発。
DPL シリーズの市場需要 - 拡大する市場機会
固体レーザーの需要がさまざまな業界にわたって拡大し続けるにつれて、CWダイオード励起レーザーモジュールなどの高性能励起光源の必要性も高まっています。製造、医療、防衛、科学研究などの業界は、精密用途に固体レーザーを利用しています。
固体レーザーのダイオード励起光源としての製品の特徴をまとめると、高出力励起能力、CW動作モード、優れたビーム品質と安定性、コンパクトな構造設計により、これらの製品の市場需要が増加しています。レーザーモジュール。 Lumispot Tech はサプライヤーとして、DPL シリーズに適用されるパフォーマンスとテクノロジーの最適化にも多大な努力を払っています。
Lumispot Tech の G2-A DPL の製品バンドル セット
製品の各セットには、水平スタック型アレイ モジュールの 3 つのグループが含まれており、水平スタック型アレイ モジュールの各グループのポンピング電力は約 100W@25A、全体のポンピング電力は 300W@25A です。
G2-A ポンプ蛍光スポットを以下に示します。
G2-A ダイオード ポンプ ソリッド ステート レーザーの主な技術データ:
技術力の強み
1. 過渡熱管理技術
半導体励起固体レーザーは、高いピーク出力を備えた準連続波 (CW) アプリケーションや、高い平均出力を備えた連続波 (CW) アプリケーションに広く使用されています。これらのレーザーでは、サーマルシンクの高さとチップ間の距離（つまり、基板とチップの厚さ）が製品の放熱能力に大きく影響します。チップ間の距離が大きいほど放熱は良くなりますが、製品の体積は増加します。逆にチップ間隔を小さくすると製品サイズは小さくなりますが、製品の放熱能力が不足する場合があります。最もコンパクトな体積を利用して、放熱要件を満たす最適な半導体励起固体レーザーを設計することは、設計において困難な作業です。
定常状態の熱シミュレーションのグラフ
Lumispot Tech は、有限要素法を適用してデバイスの温度場をシミュレートおよび計算します。熱シミュレーションには、固体伝熱定常熱シミュレーションと液体温度熱シミュレーションを組み合わせて使用します。連続運転条件では、下図に示すように、固体伝熱定常熱シミュレーション条件下で最適なチップ間隔と配置を提案します。この間隔と構造により、製品は優れた放熱能力、低いピーク温度、最もコンパクトな特性を備えています。
2.AuSnはんだカプセル化プロセス
Lumispot Tech は、インジウムはんだによって引き起こされる熱疲労、エレクトロマイグレーション、および電気熱マイグレーションに関連する問題に対処するために、従来のインジウムはんだの代わりに AnSn はんだを利用するパッケージング技術を採用しています。当社ではAuSnはんだの採用により、製品の信頼性と長寿命化を目指しております。この置き換えは一定のバースタック間隔を確保しながら行われ、製品の信頼性と寿命の向上にさらに貢献します。
高出力半導体励起固体レーザーのパッケージング技術では、融点が低く、溶接応力が低く、操作が簡単で、プラスチックに優れているという利点により、インジウム (In) 金属がより多くの国際メーカーによって溶接材料として採用されています。変形と浸透。しかし、半導体励起固体レーザーの場合、連続動作条件下では交番応力によりインジウム溶接層に応力疲労が発生し、製品の故障につながります。特に高温、低温、パルス幅が長い場合、インジウム溶接の失敗率は非常に顕著です。
さまざまなはんだパッケージを使用したレーザーの加速寿命試験の比較
600 時間のエージング後、インジウムはんだで封止されたすべての製品は故障します。金錫でカプセル化された製品は、出力がほとんど変化せずに 2,000 時間以上動作します。 AuSnカプセル化の利点を反映しています。
さまざまな性能指標の一貫性を維持しながら高出力半導体レーザーの信頼性を向上させるために、Lumispot Tech は新しいタイプのパッケージング材料としてハードソルダー (AuSn) を採用しています。熱膨張係数が一致した基板材料 (CTE 一致サブマウント) の使用、熱応力の効果的な解放は、硬はんだの準備で遭遇する可能性のある技術的問題に対する優れた解決策です。基板材料（サブマウント）を半導体チップにはんだ付けできるために必要な条件は、表面メタライゼーションです。表面メタライゼーションは、基板材料の表面上に拡散バリア層とはんだ浸透層を形成することです。
インジウム半田に封入されたレーザーのエレクトロマイグレーション機構の模式図
さまざまな性能指標の一貫性を維持しながら高出力半導体レーザーの信頼性を向上させるために、Lumispot Tech は新しいタイプのパッケージング材料としてハードソルダー (AuSn) を採用しています。熱膨張係数が一致した基板材料 (CTE 一致サブマウント) の使用、熱応力の効果的な解放は、硬はんだの準備で遭遇する可能性のある技術的問題に対する優れた解決策です。基板材料（サブマウント）を半導体チップにはんだ付けできるために必要な条件は、表面メタライゼーションです。表面メタライゼーションは、基板材料の表面上に拡散バリア層とはんだ浸透層を形成することです。
その目的は、一方ではんだの基板材料への拡散を阻止することであり、他方では、基板材料の溶着能力によってはんだを強化し、キャビティのはんだ層を防ぐことである。表面メタライゼーションは、基板材料の表面の酸化や水分の侵入を防ぎ、溶接プロセスにおける接触抵抗を低減し、溶接強度と製品の信頼性を向上させることもできます。半導体励起固体レーザーの溶接材料として硬質はんだ AuSn を使用すると、インジウムの応力疲労、酸化、エレクトロサーマル マイグレーションやその他の欠陥を効果的に回避でき、半導体レーザーの信頼性とレーザーの耐用年数が大幅に向上します。金錫カプセル化技術を使用すると、インジウムはんだのエレクトロマイグレーションとエレクトロサーマルマイグレーションの問題を克服できます。
Lumispot Tech のソリューション
連続レーザーまたはパルスレーザーでは、レーザー媒体によるポンプ放射の吸収と媒体の外部冷却によって発生する熱により、レーザー媒体内に不均一な温度分布が生じ、温度勾配が生じ、媒体の屈折率が変化します。そしてさまざまな熱効果を生み出します。利得媒体内部の熱堆積により、熱レンズ効果と熱誘起複屈折効果が生じ、レーザーシステムに一定の損失が生じ、キャビティ内のレーザーの安定性と出力ビームの品質に影響を与えます。連続稼働するレーザー システムでは、ポンプ パワーが増加するにつれて利得媒体内の熱応力が変化します。システム内のさまざまな熱効果は、より良いビーム品質とより高い出力パワーを得るためにレーザーシステム全体に深刻な影響を及ぼしますが、これは解決すべき問題の1つです。加工プロセスにおける結晶の熱影響を効果的に抑制および軽減する方法は、科学者が長い間悩んできたものであり、現在の研究のホットスポットの 1 つとなっています。
熱レンズキャビティを備えた Nd:YAG レーザー
高出力LD励起Nd:YAGレーザーの開発プロジェクトでは、熱レンズキャビティを備えたNd:YAGレーザーが解決され、モジュールが高いビーム品質を取得しながら高出力を得ることができます。
高出力LD励起Nd:YAGレーザーを開発するプロジェクトにおいて、Lumispot TechはG2-Aモジュールを開発しました。これは、熱レンズを含むキャビティによる低出力の問題を大幅に解決し、モジュールが高出力を得ることができるようにします。高ビーム品質。
投稿日時: 2023 年 7 月 24 日