Kam tiek izmantoti lāzera diožu skursteņi?

Lāzera diožu skursteņiir būtisks sasniegums fotoniskajā tehnoloģijā, kas ļauj ģenerēt intensīvu optisko jaudu no kompakta avota. Kā ļoti efektīvi "enerģijas dzinēji" tie ir kļuvuši neaizstājami rūpnieciskajā ražošanā, medicīniskajā terapijā, zinātniskajā pētniecībā un aizsardzības sistēmās.
 

1. Lāzerdiožu skursteņu tehnoloģiskais kodols

1.1. Pamatarhitektūra un darbības princips

Kaudzītes pamatvienība irlāzera diožu josla, monolīts atsevišķu emitētāju bloks, kas izgatavots blakus{0}}-vienā pusvadītāju mikroshēmā. Pēc tam šie stieņi tiek vertikāli sakrauti, un stieņu skaits nosaka kopējo izejas jaudu. Kraušanas tehnoloģiju galvenokārt nosaka dzesēšanas metode:

Mikro-kanālu dzesētāji:Izmantojot īpaši -efektīvu šķidruma dzesēšanu tieši siltuma izlietnē, tie nodrošina visaugstāko iepakojuma blīvumu un jaudas blīvumu, kas bieži pārsniedz 1 kW/cm².

Vadītspējīgi atdzesēti iepakojumi:Izturīgāka, bieži vien ar zemāku{0}}izmaksu pieeja, kur stieņi tiek uzstādīti uz pasīvā siltuma izkliedētāja, kas ir piemērots lietojumiem ar mazākām siltuma prasībām.

Izvades kritiskais raksturlielums ir krasā atšķirība starpātra-ass(perpendikulāri p-n ​​krustojumam) unlēna-ass(paralēli p-n ​​krustojumam) novirzi. Šis ļoti asimetriskais un atšķirīgais stars ir galvenais izaicinājums lielākajai daļai lietojumu.

1.2. Galvenie veiktspējas rādītāji

Izejas jauda un jaudas blīvums:Komerciālie skursteņi ir pieejami no simtiem vatu līdz vairāk nekā 100 kW no vienas atveres. Jaudas blīvums ir galvenais nopelnu rādītājs, kas tieši ietekmē pielietojuma efektivitāti.

Sienas{0}}spraudņa efektivitāte (WPE):Parasti, pārsniedzot 50%, šī izcilā efektivitāte nozīmē zemākas darbības izmaksas, samazinātu siltuma pārvaldības slodzi un uzlabotu pārnesamību salīdzinājumā ar citām lieljaudas{1}}lāzeru tehnoloģijām, piemēram, lampu-sūknēšanas vai DPSS lāzeriem.

Viļņa garuma diapazons:Lai gan visnobriedušākā tehnoloģija pastāv 780{1}}980 nm diapazonā (ko darbina, sūknējot Nd un ​​Yb pastiprinājuma vidi), ir pieejami skursteņi no redzamas zilas (pamatojoties uz GaN-) līdz vidējai infrasarkanajai (kvantu kaskādes lāzeri).

Kalpošanas laiks un uzticamība:Parasti kalpošanas laiks ir desmitiem tūkstošu stundu. Uzticamība tiek novērtēta, izmantojot paātrinātas novecošanas testus, un atteices režīmi bieži ir saistīti ar katastrofāliem optiskā spoguļa bojājumiem (COMD) vai pakāpenisku aspektu degradāciju.

2. Panorāmas skats uz dažādām lietojumprogrammām

2.1. Rūpnieciskā ražošana — "neiznīcināms" apstrādes rīks

Cietvielu{0}}lāzeru sūknēšana (dominējošais pielietojums):

Diska lāzeri:Stacks sūknē plāno{0}}diska kristālu, nodrošinot ārkārtīgi lielu jaudu ar izcilu staru kūļa kvalitāti un siltuma pārvaldību.

Šķiedru lāzeri:Skursteņi tiek izmantoti, lai sūknētu dubultā-pārklāto aktīvo šķiedru, kas kalpo kā moderno lieljaudas{1}}šķiedru lāzeru avots.

Stieņu un plākšņu lāzeri:Tradicionālo Nd:YAG vai Yb:YAG kristālu sūknēšana dažādām rūpnieciskām un militārām sistēmām.

Tiešā materiālu apstrāde:

Plastmasas metināšana:Izmantojot precīzu staru kūļa formu (piemēram, izveidojot līnijas fokusu), skursteņi nodrošina plastmasas metināšanu ar lielu ātrumu un kvalitāti.

Apšuvums un cietais pārklājums:Izmanto, lai uzklātu nodilumizturīgu- vai koroziju-izturīgu pārklājumu uz lielām metāla detaļām, piemēram, dzinēja vārstiem vai turbīnu lāpstiņām.

Lodēšana un lodēšana:Siltuma avota nodrošināšana atšķirīgu metālu savienošanai.

2.2. Medicīniskā un estētiskā terapija — "precīzs un minimāli invazīvs" skalpelis

Ķirurģija:Izmanto kā griešanas un ablācijas instrumentu procedūrās, kurās nepieciešama vienlaicīga griešana un koagulācija.

Estētika:Primārais gaismas avots matu noņemšanai, ādas atjaunošanai un tetovējumu noņemšanas sistēmām.

Zobārstniecība:Lieto zobu balināšanai un cieto audu apstrādei.

Fotodinamiskā terapija (PDT):Fotosensibilizējošu zāļu aktivizēšana noteiktu vēža veidu ārstēšanai.

2.3. Zinātniskā pētniecība un progresīvās tehnoloģijas — nezināmā "prožektors".

Īpaši ātru lāzeru sūknēšana:Kalpo kā izturīgs, efektīvs sūknis Ti:Sapphire un citiem īpaši ātriem pastiprinātājiem.

Atomu dzesēšana un slazdošana:Nodrošina precīzus viļņu garumus, kas nepieciešami magneto{0}}optiskajiem slazdiem (MOT) auksto atomu fizikā un kvantu skaitļošanas pētījumos.

Nelineāra frekvences konversija:Optisko parametrisko oscilatoru (OPO) sūknēšana, lai ģenerētu konkrētus vidējos -IR vai THz viļņu garumus.

2.4. Aizsardzība un drošība — “lēmuma-pārspējas” pamats

Virzītie enerģijas ieroči (DEW):Darbojas kā primārais sūkņa avots augstas{0}enerģijas lāzeru (HEL) sistēmām vai, dažos jēdzienos, kā tiešā-iedarbības ierocis diožu-sūknējamos sārmu lāzeros (DPAL).

Infrasarkanie pretpasākumi (IRCM):Traucējot karstumu,{0}}meklējot raķetes, izstarojot jaudīgu, modulētu IS signālu.

Apgaismojums un diapazons:Izmanto aktīvajā IR apgaismojumā nakts redzamībai un LIDAR sistēmās mērķa identificēšanai un attāluma noteikšanai.

2.5. Citi nozīmīgi lietojumi

Kosmosa sakari:Lieljaudas{0}}šķiedru pastiprinātāju sūknēšana bezmaksas-kosmosa optiskai saziņai starp satelītiem un zemes stacijām.

Drukāšana un displejs:Sūknējami cietvielu{0}}lāzeri, kas rada sarkanu, zaļu un zilu (RGB) gaismu, lai nodrošinātu augsta-spilgtuma lāzera projekciju un kino.

3. Nākotnes tendences

Tiekšanās pēc lielāka spilgtuma:Nozare pāriet no vienkāršas jaudas palielināšanas uz spilgtuma palielināšanu, uzlabojot staru kūļa kvalitāti un progresīvu spektrālo kombināciju.

Intelekts un modularitāte:"Plug{0}}and-play" moduļu izstrāde, kas integrē diožu kopu, draiveri, dzesētāju un vadības elektroniku, lai vienkāršotu sistēmas integrāciju.

Jaunu materiālu izpēte:GaN{0}}zilo un zaļo tiešo-diožu skursteņu uzlabojumi un Quantum Cascade Laser skursteņu nobriešana vidējam-IR.

Izmaksu samazināšana un uzticamības uzlabošana:Nepārtraukta ražošanas ražas un iepakošanas tehnikas uzlabošana, lai samazinātu izmaksas un atvērtu jaunus rūpniecības tirgus.

4. Secinājums

Lāzera diožu skursteņi ir nostiprinājuši savu stratēģisko pozīciju kā lieljaudas{0}}fotonikas tehnoloģija. To nepārspējamā sienas-kontaktdakšas efektivitāte, jaudas mērogojamība un daudzpusība ir padarījusi tos par izvēles avotu dažādās jomās. Šīs tehnoloģijas nākotne ir ne tikai lielākas jaudas sasniegšanā, bet arī nerimstošā tiekšanās pēc galvenā mērķa: kompakts, efektīvs un rentabls "ideāls fotonu avots" ar visaugstāko iespējamo spilgtumu, kas spēj atbloķēt vēl neiedomājamas lietojumprogrammas.

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, droši sazinieties ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs ievērosim savu mērķi nodrošināt saviem klientiem augstu kvalitāti, zemas cenas un vislabāko servisu.