新製品発表 – 高速軸コリメーションを備えたマルチピークレーザーダイオードアレイ

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導入

半導体レーザーの理論、材料、製造プロセス、パッケージング技術の急速な進歩に加え、出力、効率、寿命の継続的な向上により、高出力半導体レーザーは直接光源または励起光源としてますます利用されています。これらのレーザーは、レーザー加工、医療、ディスプレイ技術に広く応用されているだけでなく、宇宙光通信、大気センシング、LIDAR、目標認識においても極めて重要な役割を果たしています。高出力半導体レーザーは、多くのハイテク産業の発展において極めて重要であり、先進国間の戦略的競争優位性を確立しています。

 

高速軸コリメーションを備えたマルチピーク半導体スタックアレイレーザー

固体レーザーやファイバーレーザーのコア励起光源として使用される半導体レーザーは、動作温度の上昇に伴い、波長が赤色スペクトル側へシフトします。このシフト幅は、通常0.2~0.3 nm/℃です。このドリフトは、LDの発光ラインと固体利得媒質の吸収ラインとの不整合につながり、吸収係数の低下を招き、レーザー出力効率を大幅に低下させます。通常、レーザーの冷却には複雑な温度制御システムが用いられますが、システムサイズと消費電力が増加します。自動運転、レーザー測距、LIDARなどのアプリケーションにおける小型化の要求に応えるため、当社はマルチピーク伝導冷却スタックアレイシリーズLM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1を発売しました。本製品は、LDの発光ライン数を拡大することで、広い温度範囲において固体利得媒質による安定した吸収を維持します。これにより、温度制御システムへの負担を軽減し、レーザーのサイズと消費電力を低減しながら、高いエネルギー出力を確保します。当社は、高度なベアチップ試験システム、真空凝集接合、インターフェース材料および融合エンジニアリング、過渡熱管理を活用することで、正確なマルチピーク制御、高効率、高度な熱管理を実現し、アレイ製品の長期的な信頼性と寿命を確保しています。

FACレーザーダイオードアレイの新製品

図1 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1 製品図

製品の特徴

制御可能なマルチピーク発光 固体レーザーの励起光源として、半導体レーザーの小型化が進む中で、安定動作温度範囲の拡大とレーザーの熱管理システムの簡素化を目的として開発された革新的な製品です。当社の先進的なベアチップ試験システムにより、バーチップの波長と出力を精密に選択することが可能です。製品の波長範囲、間隔、そして制御可能なマルチピーク(2ピーク以上)を制御することで、動作温度範囲の拡大と励起吸収の安定化を実現します。

図2 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1 製品スペクトログラム

図2 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1 製品スペクトログラム

高速軸圧縮

本製品は、高速軸圧縮にマイクロ光学レンズを使用し、特定の要件に応じて高速軸発散角を調整することでビーム品質を向上させます。当社の高速軸オンラインコリメーションシステムは、圧縮プロセス中のリアルタイム監視と調整を可能にし、スポットプロファイルが環境温度の変化に適切に適応し、変動は12%未満に抑えられます。

モジュラー設計

本製品は、精密さと実用性を兼ね備えた設計となっています。コンパクトで洗練された外観が特徴で、実用性において高い柔軟性を備えています。堅牢で耐久性のある構造と信頼性の高いコンポーネントにより、長期にわたる安定した動作を保証します。モジュール設計により、波長のカスタマイズ、発光間隔、圧縮など、お客様のニーズに合わせて柔軟にカスタマイズできるため、汎用性と信頼性に優れています。

熱管理技術

LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1製品では、バーのCTEに適合した高熱伝導率材料を使用することで、材料の均一性と優れた放熱性を実現しています。デバイスの熱場をシミュレーション・計算するために有限要素法を採用し、過渡熱シミュレーションと定常熱シミュレーションを効果的に組み合わせることで、温度変動をより適切に制御します。

図3 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1製品の熱シミュレーション

図3 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1製品の熱シミュレーション

プロセス制御 このモデルは、従来のハードソルダー溶接技術を採用しています。プロセス制御により、設定された間隔内で最適な放熱を確保し、製品の機能性を維持するだけでなく、安全性と耐久性も確保します。

製品仕様

本製品は、制御可能なマルチピーク波長、コンパクトサイズ、軽量、高い電気光変換効率、高信頼性、長寿命を特徴としています。当社の最新のマルチピーク半導体スタックアレイバーレーザーは、マルチピーク半導体レーザーとして、各波長ピークが明瞭に視認できることを保証します。波長要件、間隔、バー数、出力など、お客様の具体的なニーズに合わせて精密にカスタマイズできるため、柔軟な構成が可能です。モジュール設計は幅広いアプリケーション環境に適応し、さまざまなモジュールの組み合わせにより、お客様の多様なニーズに対応できます。

 

モデル番号 LM-8xx-Q4000-F-G20-P0.73-1
技術仕様 ユニット 価値
動作モード - クォリティクワッド
動作周波数 Hz 20
パルス幅 us 200
バー間隔 mm 0.73
バーあたりのピークパワー W 200
バーの数 - 20
中心波長(25℃時) nm A:798±2;B:802±2;C:806±2;D:810±2;E:814±2;
速軸発散角(FWHM) ° 2~5(標準)
遅軸発散角(FWHM) ° 8(標準)
偏光モード - TE
波長温度係数 nm/°C ≤0.28
動作電流 A ≤220
閾値電流 A ≤25
動作電圧/バー V ≤2
スロープ効率/バー 不明 ≥1.1
変換効率 % ≥55
動作温度 °C -45~70
保管温度 °C -55~85
生涯(ショット) - ≥109

 

製品外観寸法図:

製品外観寸法図:

製品外観寸法図:

テストデータの代表的な値を以下に示します。

テストデータの典型的な値
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投稿日時: 2024年5月10日