Suure võimsusega laserdioodi virnade klassifikatsioon

Suure võimsusega laserdioodi virnadon seadmed, mis koosnevad mitmest suure võimsusega laserdioodist. Need on väikesed suuruse ja tõhususe poolest. Neid kasutatakse laialdaselt tööstuslikus töötlemisel (näiteks lõikamine ja keevitamine), meditsiinilise kirurgia, teadusuuringute ja riigikaitse. Nende peamised eelised hõlmavad järgmist: kompaktne suurus, skaleeritav toide kuni mitme kW vahemikuni. Selliseid konfiguratsioone kasutatakse tavaliselt tahke oleku laserpumpamisel, suunatud energiarakendustes nagu juuste eemaldamine ja materjalide töötlemine.

1. klassifikatsioon struktuuri ja pakendivormi järgi
① Vertikaalne virn
Üheriba vertikaalne virn: see koosneb ühest dioodiribast ja suurem väljundvõimsus saavutatakse mitu riba vertikaalsuunas virnastades. Iga riba sisaldab mitut laserdioodi kiipi, mis on elektriliselt ühendatud jada või paralleelselt, et tagada suurem voolukandevõime ja suurem võimsus.
Mitme baari vertikaalne virn: võimsuse edasiseks suurendamiseks saab mitut riba vertikaalselt virnastada. See struktuur võib saavutada väiksemas ruumis väga suure võimsusega tiheduse, kuid see toob kaasa ka suurema soojuse hajumise väljakutseid. Kuna mitut riba on tihedalt paigutatud, on vertikaalsuunas soojust keeruline läbi viia ja hajutada ning seadme stabiilse töö tagamiseks on vaja tõhusamat soojuse hajumistehnoloogiat.

Omadused: vertikaalse virnastamisstruktuuri peamine omadus on suure võimsusega tihedus, mis võib suuremat laservõimsust piiratud ruumis tekitada. Kuid see struktuur seisab silmitsi ka tugevate soojuse hajumise väljakutsetega, kuna virnastamiskihtide arvu suurenedes suureneb soojusülekandetakistus vertikaalsuunas, mis võib hõlpsalt põhjustada lokaalset ülekuumenemist ja mõjutada laserdioodi jõudlust ja eluiga.
②horisontaalne massiiv
Lineaarne paigutus ja kahemõõtmeline laienemine: horisontaalne massiiv viitab laserdioodiribade või muude horisontaalsuunas valguse kiirgavate üksuste korraldamisele, moodustades lineaarse või kahemõõtmelise massiivi struktuuri. Lineaarne paigutus on kõige elementaarsem vorm ja võimsust saab suurendada, suurendades tulbade arvu; Kuigi kahemõõtmeline laienemine on paigutatud nii horisontaalses kui ka vertikaalses suundades, laiendades veelgi valguse eraldatavat piirkonda ja väljundit.
Omadused: horisontaalse massiivi struktuuri eelised on selle ühtluse optimeerimine ja laigu kujundamise paindlikkus. Kuna valgust kiirgavaid ühikuid on horisontaalses suunas ühtlasemalt jaotunud, on tala ühtlus ja stabiilsuskontroll lihtsam saavutada. Lisaks saab massiivi paigutuse ja optiliste elementide kujunduse kohandamisel koha kuju ja suurust paindlikult muuta, et rahuldada erinevate rakenduse stsenaariumide vajadusi.

③hübriidpakendistruktuur
Kombineeritud vertikaalne ja horisontaalne disaini komposiitlahendus: kõrgema võimsuse ja keerukamate rakenduste vajaduste rahuldamiseks kasutatakse mõnikord hübriidpakendi struktuuri, mis ühendab vertikaalseid ja horisontaalseid kujundusi. See struktuur säilitab vertikaalse virnastamise suure võimsusega tiheduse eelise ning sellel on horisontaalse massiivi ühtlus ja kohapealne kujundav paindlikkus. Vertikaalsete ja horisontaalsete osade proportsiooni ja paigutuse mõistlikult kavandades on võimalik saavutada parim jõudude tasakaal, tõhusus ja tala kvaliteet.
Rakendusjuhtum: kiudühendussüsteem on hübriidpakendi struktuuri tüüpiline rakendusjuhtum. Selles süsteemis kasutatakse valgusallikana vertikaalselt virnastatud laserdioodi virna ja genereeritud laser ühendatakse optilise kiuga läbi optilise sidumisseadme. Optiline kiud ei saa mitte ainult laserit edastada, vaid ka tala edasi ja filtreerida, parandades seeläbi tala kvaliteeti ja ülekande efektiivsust. Seda struktuuri kasutatakse laialdaselt materiaalse töötlemise, suhtluse, meditsiinilise ravi ja muude valdkondade alal ning see on mänginud olulist rolli seotud tööstuste arengu edendamisel.

2. klassifikatsioon lainepikkuse ja väljundi omaduste järgi
① LÄHEKIRJATUD BLABI (700–1100 nm) -755 nm\/ 808nm\/ 940nm\/ 1064nm Laserdioodi virnad
Tüüpilised rakendused: materjali töötlemise valdkonnas saab selle riba laserdioodi virnasid kasutada materjalide nagu metallide ja plastide lõikamiseks, keevitamiseks ja pinna töötlemiseks. Selle lainepikkust võivad paljud materjalid hästi imenduda, saavutades sellega tõhusa töötlemise. Näiteks autode tootmisel kasutatakse seda autokehade metalllehtede keevitamiseks; Elektroonikatööstuses kasutatakse seda vooluahelate lõikamiseks ja keevitamiseks. Tahke oleku laserpumpamise osas saab seda kasutada pumbaallikana, et pakkuda energiat tahkislaserite jaoks, näiteks tahkislaserite, näiteks ND: YAG pumpamiseks. Laserdioodi virna abil genereeritud valgus on ühendatud tahkislaseri võimenduskeskkonnaga sobiva sidumismeetodi abil, et parandada tahkislaseri väljundvõimsust ja efektiivsust.

② Kesk-infrapunariba (1,5–2 μm)
Rakendus: Gaasi tuvastamise osas, kuna paljudel gaasimolekulidel on keskmise infrapunaribaga iseloomulikud neeldumispiigid, saab selle riba laserdioodivirnaid kasutada konkreetsete gaaside olemasolu ja kontsentratsiooni tuvastamiseks, näiteks kahjulike gaaside jälgimine keskkonnas ja gaasikomponendid tööstuslikes tootmisprotsessides. Meditsiinilise kirurgia valdkonnas saab seda kasutada selliste operatsioonide jaoks nagu kudede lõikamine ja hüübimine. Selle lainepikkuse läbitungimine ja imendumisomadused bioloogiliste kudede jaoks annavad sellele eeliseid mõne konkreetse kirurgilise stsenaariumi korral, näiteks teatud oftalmoloogilised operatsioonid ja pehmete kudede operatsioonid.
③ Nähtav kerge riba (400–700 nm)
Rakendus: Kuvatehnoloogia valdkonnas saab seda kasutada laserprojektide jaoks, näiteks laser-telerid ja laserprojektorid, et saavutada kõrgresolutsiooni ja kõrgvärviga küllastuspildi kuvamine, moduleerides erinevat värvi laserkiirte. Bioloogilises kuvamises saab seda kasutada rakkude kuvamiseks, kudede kuvamiseks jne, et aidata bioloogidel uurida bioloogiliste proovide struktuuri ja funktsiooni. Nähtava valguse lühikese lainepikkuse tõttu võib see pakkuda suurema ruumilise eraldusvõime.
④ häälestatav lainepikkuse virn
Lainepikkusega dünaamiline kohandamise tehnoloogia (näiteks väline restide tagasiside): kasutades selliseid tehnoloogiaid nagu väline restide tagasiside, saab laser lainepikkust dünaamiliselt reguleerida. Sellel häälestatava lainepikkusega virnal on erinevate rakenduse stsenaariumide korral suurem paindlikkus. Näiteks spektrianalüüsi katsetes saab erineva lainepikkusega lasereid täpselt valida, et erutada proovid vastavalt vajadusele rikkama spektraalinfo saamiseks; Mitme lainepikkusega sidesüsteemides võib see saavutada paindliku lülitumise ja lainepikkuste jaotamise, parandades sidesüsteemide võimsust ja jõudlust.

3. klassifikatsioon jahutusmeetodi abil
① Mikrokanalite jahutus
Põhimõte ja tõhususe eelis: mikrokanali jahutus loob laserdioodi virna lähedal pisikesed vedelad kanalid, võimaldades jahutusvedelikul nendes kanalites ringleda kuumuse äravõtmiseks. Sellel jahutusmeetodil on tõhusad soojusvahetusvõimalused, kuna pisikesed kanalid võivad suurendada jahutusvedeliku ja soojusallika vahelist kontaktpinda, parandades sellega soojuse hajumise efektiivsust. Jahutusvedelik saab vooluprotsessi ajal kiirelt laserdioodist soojust üle kanda, hoides virna madalamal temperatuuril ja tagades selle stabiilse töö.
Tööstuslik suure võimsusega stseenirakendus: tööstuslike suure võimsusega rakenduse stsenaariumid, näiteks suure võimsusega laserlõikamine, keevitamine ja muud töötlemisseadmed, tekitab laserdioodi virn palju soojust. Mikrokanali vedeliku jahutus võib selle suure soojuskoormusega tõhusalt hakkama ja tagada seadmete jõudlus ja usaldusväärsus pikaajalise suure võimsusega tööl. Näiteks võib suurtes metalli töötlemise töötubades mikrokanali vedeliku jahutamist kasutavad laserdioodi virnad pakkuda stabiilset valgusallikat ülitäpse laserlõikamise seadme jaoks, tagades raiumise kvaliteedi ja tõhususe.

②termoelektriline jahutus (TEC)
Täpset temperatuurikontrolli vajavad stsenaariumid (näiteks teaduslikud uurimisinstrumendid): termoelektriline jahutus kasutab pooljuhtide materjalide peltieri efekti. Kui vool läbib kahest erinevast metallist või pooljuhist koosneva silmuse, toimub sõlmes soojuse imendumine või soojuse vabanemine. Voolu suuna ja ulatuse juhtimisega saab laserdioodi virna täpselt juhtida. See jahutusmeetod võib pakkuda väga stabiilset temperatuurikeskkonda. Mõne teadusliku uurimisinstrumendi puhul, mis nõuavad eriti kõrget täpsust, näiteks spektromeetrid ja ülitäpsed andurid, saab termoelektriliselt jahutatud laserdioodi virn tagada, et instrumendi jõudlust ei mõjuta temperatuuri kõikumised, parandades sellega mõõtmise täpsust ja usaldusväärsust.
③air jahutamine ja loomulik konvektsiooni jahutus
Vähese võimsusega kaasaskantavate seadmete rakendatavus: õhu jahutamine on õhuvool ventilaatori kaudu, et võtta ära laseri dioodivirna tekitatud soojus; Looduslik konvektsioon jahutamine sõltub konvektsioonist, mis on põhjustatud õhu loomuliku temperatuuri erinevusest soojuse hajutamiseks. Need kaks jahutusmeetodit ei vaja keerulisi jahutussüsteeme ja jahutusvedelikke ning neil on lihtsad struktuurid ja madalad kulud. Vähese energiatarbega kaasaskantavate seadmete, näiteks väikeste laservahemiku ja kaasaskantavate laserprojektorite, õhujahutuse ja loodusliku konvektsiooni jahutamise korral võivad soojuse hajumise nõuded vastata, säilitades samal ajal seadme kaasaskantavuse ja lihtsuse. Nad võivad seadme töö ajal soojust tõhusalt hajutada, takistades laserdioodi virna ülekuumenemisega kahjustamist, samal ajal kui seadmele liiga palju lisakoormust ei pane.

4. klassifikatsioon väljundvõimsuse ja sõidurežiimi järgi
① Pidev laine (CW) laservorm
Võimsuse vahemik (sada vatti kilovatti):Pideva laine laseriga virnad võivad väljastada pidevaid ja stabiilseid lasereid ning nende võimsuse ulatus võib ulatuda saja vatti tasemest kilovatt -tasemeni. See lai võimsusala võimaldab sellel vastata erinevate rakenduse stsenaariumide vajadustele. Näiteks tööstusliku töötlemise korral võib mõnede ülesannete jaoks, näiteks materjalide lõikamine ja keevitamine, mis nõuavad suuremat võimsust, kuid mitte eriti suure võimsusega nõudeid, sada vatti tasemel pideva laine laserkorstnat võib olla pädev; Kui mõnes suuremahulises tööstuslikus tootmises või teaduslikes uuringutes, kus on suure võimsusega, siis piisava energia tagamiseks on vaja kilovatt-taseme pideva lainelaseri virna.
Pikaajalised stabiilsusnõuded:Kuna pideva laine laseriga virna peab pikka aega pidevalt välja andma stabiilseid lasereid, on sellel pikaajalise stabiilsuse jaoks kõrgemad nõuded. Tööstusliku tootmisprotsessis peab seadmed töötama pikka aega. Kui laseri virna väljundvõimsus on ebastabiilne, põhjustab see töötlemise kvaliteedi kõikumisi ja mõjutab toote järjepidevust ja kvalifitseeritud kiirust. Teadusuuringute, näiteks pikaajaliste füüsiliste katsete või keemilise analüüsi valdkonnas on vaja ka laservorda, et säilitada stabiilne väljund, et tagada eksperimentaalsete andmete täpsus ja usaldusväärsus. Pikaajalise stabiilsuse nõuete täitmiseks on kavandamise ja tootmisprotsessi käigus tavaliselt vaja mitmeid meetmeid, näiteks soojuse hajumise süsteemi optimeerimine, kvaliteetsete materjalide valimine ja range pakendi tegemine.
② Impulsi laseri virn
Lühike pulss (nanosekundi tase) ja ultrašortimpulss (Pikosekundi\/femtosekunditase):Impulsslaserkorstna võib toota lühikese impulsslaseri väljundi, mille saab jaotada lühikeseks impulssiks (nanosekundiks tasemeks) ja ultrašortimpulss (PicoseCond\/Femtosecond Tase) vastavalt impulsi laiusele. Lühikese impulsslaseri virna abil genereeritud impulsi laius on nanosekundi tasemel. Sellel impulsslaseril on suur tippvõimsus ja see sobib mõnele stseenile, millel on kõrged töötlemise täpsuse ja kiiruse nõuded, näiteks teatud metallmaterjalide täpne lõikamine ja puurimine. Ultrašortmpulsi laseriga virna impulsi laius jõuab piksekundi või isegi femtosekundi tasemeni. Seda iseloomustab äärmiselt madal kuumusega mõjutatud tsoon ja see võib materjale töödelda, põhjustamata ilmseid termilisi kahjustusi. Seetõttu on sellel olulisi rakendusi täpse töötlemise valdkondades, näiteks pooljuhtide kiibide tootmine ja klaasi lõikamine.
Rakendused:Täpne töötlemine, lidar: täppismehaanilisel töötlemisel võimaldab impulss -laserkorstnate kõrge täpsus ja suur energiatihedus saavutada erinevate materjalide peen töötlemine, näiteks pisikeste elektrooniliste komponentide valmistamine elektroonikatööstuses ja töötleda optilisi läätsesid optilisel väljal. LiDAR -i väljal kasutatakse heitkoguste allikatena impulsslaser -virna, et tuvastada sihtmärgi kaugus ja positsioon, eraldades laseri lühikesed impulsid või ultrašorte impulsid ja seejärel peegeldunud valgusignaali. Pulls-laserite omaduste tõttu on võimalik saavutada ülitäpse kauguse mõõtmise ja sihttuvastuse ning neid kasutatakse laialdaselt autonoomses sõidu, lennunduse ja muudes väljades.

Suure võimsusega laserdioodi virnade klassifikatsioon hõlmab struktuuri ja pakendamist (vertikaalsed virnastamine, horisontaalsed massiivid, hübriidpakendid), lainepikkuse ja väljundomaduste (infrapuna lähedal, keskmise infrapuna, nähtava valguse, häälestatavaga), jahutusmeetodid (mikrokanali vedeliku jahutus-, ja sõidetava jahutuse, ja jahutuse, õhku jahutuse ja loodusliku jahutuse, õhu jahutuse ja loodusliku jahutuse, õhu jahutuse ja sõidetavate režiimide (pidevvedeliku jahutuse, ja sõidetavate režiim). (Tööstuslik tootmine, meditsiinbioloogia, teadusuuringud ja riigikaitse). Tehnoloogia valimisel on vaja põhjalikult arvestada energiavajaduste, lainepikkuse vahemiku, soojuse hajumise tingimuste, rakenduskeskkonna ja kulutõhususega. Näiteks eelistab tööstuslik suure võimsusega töötlemine vertikaalsete virnastamise või hübriidpakendiga konstruktsioonid, millel on mikrokanallvedelik jahutus; Täpne meditsiiniline kirurgia saab valida virnad, millel on infrapuna või keskmise infrapuna ribad ja täpne temperatuurikontroll; Teadusuuringute valdkonnas valitakse häälestatavad või spetsiifilised lainepikkuse virnad vastavalt konkreetsetele eksperimentaalsetele vajadustele ning koos pikaajalise stabiilse töö tagamiseks koos sobivate jahutus- ja sõidurežiimidega.

Kontaktteave:

Kui teil on ideid, rääkige meiega julgelt. Pole tähtis, kus meie kliendid asuvad ja millised on meie nõuded, järgime oma eesmärki pakkuda klientidele kvaliteetseid, madalaid hindu ja parimat teenust.