Laser cu diodă cu bare simple

Mecanism de răcire
‌Răcirea cu apă‌: Răcirea cu apă cu laser are rolul de a disipa căldura prin circulația apei. Apa este circulată în interiorul și în exteriorul laserului pentru a transfera căldura apei, iar apoi este reciclată după disipare în radiator. Răcirea cu apă are o conductivitate termică ridicată și capacități de transfer de căldură și poate transfera căldura către exterior mai rapid, asigurând astfel funcționarea eficientă și stabilă a laserului și reducând rata de defecțiuni‌.

‌Răcirea prin conducție‌: Răcirea prin conducție se referă de obicei la utilizarea proprietăților de conductivitate termică ale materialelor, cum ar fi metalele, pentru a disipa căldura. Această metodă de răcire depinde de eficiența conductibilității termice a materialului și este de obicei utilizată pentru dispozitive mici sau pentru disiparea locală a căldurii‌.

Scenarii aplicabile
‌Răcire cu apă‌: Potrivit pentru scenarii care necesită funcționare continuă pe termen lung și asigură stabilitate. Răcirea cu apă poate oferi un efect mai bun de disipare a căldurii și poate reduce rata de eșec. Este potrivit pentru lasere de mare putere sau aplicații care necesită stabilitate ridicată‌.
‌Răcire prin conducție‌: Potrivit pentru dispozitive mici sau nevoi locale de disipare a căldurii. Deoarece răcirea prin conducție depinde de eficiența conductibilității termice a materialului, efectul său de disipare a căldurii este relativ limitat și este potrivit pentru dispozitive cu cerințe de putere redusă sau de disipare a căldurii scăzute‌.

Costuri de întreținere și dificultate
Răcirea cu apă: necesită înlocuirea regulată a filtrelor de calcar și adăugarea de lichid de răcire, care are costuri ridicate de întreținere.
Răcire prin conductie: întreținere relativ simplă, care necesită doar curățarea regulată a componentelor de disipare a căldurii și costuri reduse de întreținere.

Modul de lucru CW
Modul de lucru CW înseamnă că laserul funcționează într-o manieră continuă, iar energia fasciculului de ieșire rămâne constantă și neîntreruptă. Acest mod de lucru este potrivit pentru aplicații care necesită energie laser stabilă, cum ar fi comunicațiile prin fibră optică și procesarea materialelor. Puterea de ieșire a laserelor CW este relativ scăzută, dar poate rămâne stabilă, ceea ce este potrivit pentru scenarii care necesită producție continuă de energie laser. ‌

Modul de lucru QCW
Modul de lucru QCW înseamnă că laserul funcționează sub formă de impulsuri, durata (lățimea) fiecărui impuls este limitată și există un anumit interval între impulsuri. Laserele QCW emit de obicei impulsuri în mod repetat la o frecvență înaltă, iar lățimea impulsului poate fi modulată după cum este necesar pentru a controla puterea de ieșire și energia impulsului laserului. Acest mod de operare este potrivit pentru scenarii de aplicații cu cerințe ridicate de rezoluție în timp, cum ar fi sisteme radar și echipamente medicale. Impulsurile scurte de mare energie ale laserelor QCW pot oferi efecte precise de măsurare și tratament. ‌

Scenarii de aplicare specifice
‌Mod de lucru CW‌: potrivit pentru aplicații care necesită energie laser stabilă, cum ar fi comunicațiile cu fibră optică și procesarea materialelor. În aceste aplicații, laserele CW pot oferi o putere de ieșire stabilă pentru a satisface nevoile continue de transmisie a semnalului sau procesarea materialului.
‌Mod de lucru QCW‌: potrivit pentru aplicații cu cerințe ridicate de rezoluție în timp, cum ar fi sisteme radar și echipamente medicale. Impulsurile scurte de mare energie ale laserelor QCW pot oferi efecte precise de măsurare și tratament.

Principalele funcții ale barei laser CS cu lentilă FAC includ focalizarea luminii, îmbunătățirea directivității fasciculului și reducerea unghiului de divergență al fasciculului. ‌

Lumina emisă de o bară laser este deja lumină laser în sine, dar pentru că este de obicei eliptică sau în formă de comă atunci când iese din rezonator, este nevoie de o lentilă pentru a o focaliza. Funcția lentilei este de a focaliza aceste raze într-un punct de lumină, sporind astfel directivitatea fasciculului și reducând unghiul de divergență al fasciculului‌.

Focus Light
Lentila poate focaliza în mod eficient lumina emisă de dioda laser pentru a forma un punct de lumină. Acest efect de focalizare poate crește semnificativ distanța de proiecție și luminozitatea luminii, făcând aplicarea diodelor laser mai eficientă și mai practică‌.

Îmbunătățiți directivitatea fasciculului
Prin focalizarea prin lentilă, fasciculul emis de dioda laser poate fi mai concentrat și mai direcțional. Aceasta înseamnă că fasciculul se poate propaga într-o direcție specifică mai precis, reducând împrăștierea și difuzia fasciculului și îmbunătățind eficiența de transmisie a fasciculului‌.

Reduceți unghiul de divergență al fasciculului
Utilizarea lentilelor poate reduce semnificativ unghiul de divergență al fasciculului emis de dioda laser. Unghiul de divergență redus înseamnă că fasciculul poate menține o extindere mai mică în timpul propagării, îmbunătățind astfel colimarea și stabilitatea fasciculului‌.

‌efectul de zâmbet al fasciculului laser‌ se referă la faptul că într-o matrice laser semiconductor (LDA), din cauza stresului termic introdus în timpul procesului de ambalare, cipul laser produce îndoirea emițătoare de lumină în direcția axei rapide, provocând pete de lumină ale fiecăruia. unitatea emițătoare de lumină să nu fie în linie dreaptă. Acest fenomen este cunoscut sub numele de efectul „zâmbet”‌.

Cauza
Cauza principală a efectului „zâmbet” este nepotrivirea coeficientului de dilatare termică între cipul laser și materialele de ambalare, cum ar fi radiatorul de substrat în timpul procesului de ambalare, ceea ce duce la stres termic. Acest stres termic este agravat și mai mult atunci când laserul funcționează, determinând îndoirea cipul laser, afectând astfel liniaritatea fasciculului‌.

Influenţa
Efectul „zâmbet” are un impact semnificativ asupra calității fasciculului, care se manifestă în principal prin deteriorarea liniarității fasciculului și distribuția uniformă a petelor de lumină. Acest lucru va crește dificultatea colimării fasciculului, modelării și cuplării fibrelor, afectând astfel performanța generală a laserului.

Implicații practice și soluții
În aplicațiile practice, efectul „zâmbet” va afecta calitatea fasciculului laserelor semiconductoare de mare putere, în special în aplicațiile care necesită o aliniere de înaltă precizie. Pentru a reduce impactul efectului „zâmbet”, acesta poate fi îmbunătățit prin optimizarea procesului de ambalare, folosind materiale cu un coeficient de dilatare termică mai potrivit și luând în considerare impactul schimbărilor de temperatură asupra calității fasciculului în proiectare.

Barele de diode laser MCC pot fi ambalate în stiva de diode laser. ‌

Barele de diode laser MCC pot fi împachetate în stivă de diode laser cu stivă verticală (V-stack). Laserele semiconductoare cu stivă verticală depășesc problema calității fasciculului laserelor cu matrice orizontală, iar calitatea fasciculului lor este în concordanță cu cea a unui singur fascicul laser, care este potrivit pentru aplicații cu cerințe ridicate de calitate a fasciculului‌. În plus, odată cu îmbunătățirea tehnologiei de ambalare, numărul de bare laser dintr-un laser stivuit vertical poate fi crescut de la câteva la 70, iar puterea maximă de ieșire poate ajunge și la KW.

Structura ambalajului
Structura de ambalare a barelor cu diode laser MCC include, în general, un catod, un anod, o intrare și o ieșire a lichidului de răcire. Intrarea lichidului de răcire a lichidului de răcire este aproape de anodul matricei laser, în timp ce orificiul de evacuare a lichidului de răcire este aproape de catod‌. Această structură permite barelor cu diode laser MCC să disipeze eficient căldura și să gestioneze căldura atunci când sunt stivuite într-o matrice.

Scenarii de aplicare
După ambalarea în stiva de diode laser, barele de diode laser MCC pot fi aplicate la o varietate de scenarii de cerere laser de mare putere, cum ar fi procesarea industrială, cercetarea științifică, echipamentul medical etc. Datorită puterii lor ridicate și calității bune a fasciculului, MCC Barele cu diode laser pot îndeplini cerințele ridicate pentru echipamentele laser din aceste domenii după ce au fost ambalate.