Во областа на ласери со голема моќност, ласерските шипки се неопходни основни компоненти. Тие не само што служат како основни единици за производство на енергија, туку и ја отелотворуваат прецизноста и интеграцијата на современото оптоелектронско инженерство.—со што го добија прекарот: „моторот“ на ласерските системи. Но, каква е точно структурата на ласерската шипка и како таа испорачува десетици, па дури и стотици вати излезна моќност од само неколку милиметри во големина? Оваа статија ги истражува внатрешните архитектури и инженерските тајни зад ласерските шипки.
1. Што е ласерска лента?
Ласерската шипка е уред со висока енергетска ефикасност составен од повеќе чипови со ласерски диоди странично распоредени на една подлога. Иако нејзиниот принцип на работа е сличен на оној на еден полупроводнички ласер, ласерската шипка користи распоред со повеќе емитери за да се постигне поголема оптичка моќност и покомпактен формат.
Ласерските шипки се користат во индустрискиот, медицинскиот, научниот и одбранбениот сектор, или како директни ласерски извори или како пумпи за фибер ласери и ласери во цврста состојба.
2. Структурен состав на ласерска лента
Внатрешната структура на ласерската лента директно ги одредува нејзините перформанси. Таа првенствено се состои од следниве основни компоненти:
①Низа на емитери
Ласерските ленти обично се состојат од 10 до 100 емитери (ласерски шуплини) распоредени еден до друг. Секој емитер е околу 50–150μm широк и делува како независна област за засилување, која се одликува со PN спој, резонантна празнина и структура на брановоди за генерирање и емитување на ласерска светлина. Иако сите емитери делат иста подлога, тие обично се напојуваат електрично паралелно или по зони.
②Структура на полупроводнички слој
Во срцето на ласерската шипка се наоѓа куп од полупроводнички слоеви, вклучувајќи:
- P-тип и N-тип епитаксијални слоеви (формирајќи го PN спојот)
- Активен слој (на пр., структура на квантен бунар), кој генерира стимулирана емисија
- Брановоден слој, кој обезбедува контрола на режимот во странични и вертикални насоки
- Bragg рефлектори или HR/AR премази, кои го подобруваат насочениот излез на ласерот
③Структура за управување со подлогата и топлината
Емитерите се одгледуваат на монолитна полупроводничка подлога (најчесто GaAs). За ефикасна дисипација на топлина, ласерската лента се леми на подлоги со висока спроводливост како што се бакар, легура од W-Cu или CVD дијамант, и се спарува со ладилници и активни системи за ладење.
④Систем за емисија и колимација
Поради големите агли на дивергенција на емитираните зраци, ласерските ленти обично се опремени со микролеќи (FAC/SAC) за колимација и обликување на зракот. За одредени апликации, дополнителна оптика—како што се цилиндрични леќи или призми—се користат за контрола на дивергенцијата на далечното поле и квалитетот на зракот.
3. Клучни структурни фактори што влијаат врз перформансите
Структурата на ласерската шипка игра клучна улога во одредувањето на нејзината стабилност, ефикасност и век на траење. Неколку клучни аспекти вклучуваат:
①Дизајн за термичко управување
Ласерските ленти се одликуваат со висока густина на моќност и концентрирана топлина. Нискиот термички отпор е од суштинско значење, што се постигнува преку лемење со AuSn или индиумско поврзување, во комбинација со микроканално ладење за рамномерно распрснување на топлината.
②Обликување и усогласување на гредата
Повеќекратните емитери често страдаат од лоша кохерентност и неусогласеност на брановиот фронт. Прецизниот дизајн и усогласување на леќите се клучни за подобрување на квалитетот на зракот на далечното поле.
③Контрола на стрес и сигурност
Несовпаѓањето на материјалите во коефициентите на термичка експанзија може да доведе до искривување или микропукнатини. Пакувањето мора да биде дизајнирано така што рамномерно ќе го распредели механичкиот стрес и ќе издржи термички циклуси без деградација.
4. Идни трендови во дизајнот на ласерски шипки
Како што расте побарувачката за поголема моќност, помали димензии и поголема сигурност, структурите со ласерски шипки продолжуваат да се развиваат. Клучните насоки за развој вклучуваат:
①Ширење на бранова должина: Проширување во 1,5μm и средно-инфрацрвени опсези
②Минијатуризација: Овозможување на употреба во компактни уреди и високо интегрирани модули
③Паметно пакување: Вклучувајќи сензори за температура и системи за повратни информации за статусот
④Сложување со висока густина: Слоевити низи за постигнување излезна моќност на ниво на киловат во компактна површина.
5. Заклучок
Како што„срце„Кај ласерските системи со голема моќност, структурниот дизајн на ласерските шипки директно влијае на оптичките, електричните и термичките перформанси на целиот систем. Интегрирањето на десетици емитери во структура широка само милиметри не само што ги прикажува напредните техники на материјали и изработка, туку претставува и високо ниво на интеграција во денешно време.„фотоничната индустрија.
Гледано напред, како што побарувачката за ефикасни, сигурни ласерски извори продолжува да расте, иновациите во структурата на ласерските шипки ќе останат клучен двигател во унапредувањето на ласерската индустрија до нови височини.
Ако ти„Доколку барате стручна поддршка за пакување на ласерски шипки, термичко управување или избор на производи, слободно контактирајте не. Ние„тука сме да ви обезбедиме прилагодени решенија што одговараат на вашите специфични потреби за апликација.
Време на објавување: 02 јули 2025