Kam naudojami lazeriniai diodų kaminai?

Lazerinių diodų kaminaiyra esminė fotoninės technologijos pažanga, leidžianti generuoti intensyvią optinę galią iš kompaktiško šaltinio. Kaip labai efektyvūs „energijos varikliai“, jie tapo nepakeičiami pramoninėje gamyboje, medicinos terapijoje, moksliniuose tyrimuose ir gynybos sistemose.
 

1. Lazerinių diodų kaminų technologinė šerdis

1.1 Pagrindinė architektūra ir veikimo principas

Pagrindinis kamino vienetas yralazerio diodų juosta, monolitinis pavienių emiterių masyvas, pagamintas vienas šalia kito vienoje puslaidininkinėje lustoje. Tada šie strypai yra vertikaliai sukrauti, o juostų skaičius lemia bendrą išėjimo galią. Krovimo technologiją pirmiausia apibrėžia aušinimo metodas:

Mikro{0}}kanalų aušintuvai:Naudojant itin{0}}efektyvų aušinimą skysčiu tiesiai į aušintuvą, galima pasiekti didžiausią pakavimo tankį ir galios tankį, dažnai viršijantį 1 kW/cm².

Laidžiai aušinami paketai:Tvirtesnis, dažnai mažesnės{0}}kainos metodas, kai strypai montuojami ant pasyviojo šilumos sklaidytuvo, tinka naudoti, kai šilumos poreikiai yra mažesni.

Kritinė išvesties charakteristika yra ryškus skirtumas tarpgreita-ašiai(statmenai p-n ​​sankirtai) irlėta-ašį(lygiagrečiai p-n ​​sandūrai) skirtumą. Šis labai asimetrinis ir besiskiriantis spindulys yra pagrindinis daugelio pritaikymų iššūkis.

1.2 Pagrindinė našumo metrika

Išėjimo galia ir galios tankis:Komerciniai kaminai yra nuo šimtų vatų iki daugiau nei 100 kW iš vienos angos. Galios tankis yra pagrindinis nuopelnų rodiklis, tiesiogiai veikiantis taikymo efektyvumą.

Sienos{0}}kištuko efektyvumas (WPE):Šis išskirtinis efektyvumas, paprastai viršijantis 50 %, reiškia mažesnius eksploatacinius kaštus, mažesnę šilumos valdymo apkrovą ir didesnį perkeliamumą, palyginti su kitomis didelės-galios lazerių technologijomis, tokiomis kaip lempos-siurbiami arba DPSS lazeriai.

Bangos ilgio diapazonas:Nors pati brandžiausia technologija egzistuoja 780-980 nm diapazone (varoma siurbiant Nd ir Yb stiprinimo terpę), galima rinktis nuo matomos mėlynos spalvos (GaN-pagrįstos) iki vidutinio infraraudonųjų spindulių (kvantinės kaskados lazeriai).

Tarnavimo laikas ir patikimumas:Dešimčių tūkstančių valandų tarnavimo laikas yra įprastas. Patikimumas vertinamas atliekant pagreitinto senėjimo bandymus, kurių gedimo režimai dažnai siejami su katastrofišku optinio veidrodžio pažeidimu (COMD) arba laipsnišku briaunų pablogėjimu.

2. Panoraminis įvairių programų vaizdas

2.1 Pramoninė gamyba – „Nesunaikinamas“ apdorojimo įrankis

Kietojo{0}}kūno lazerių siurbimas (dominuojantis pritaikymas):

Disko lazeriai:Stacks pumpuoja ploną{0}}disko kristalą, todėl gaunama itin didelė galia, puiki spindulio kokybė ir šilumos valdymas.

Skaiduliniai lazeriai:Dvigubai dengtam

Strypų ir plokščių lazeriai:Tradicinių Nd:YAG arba Yb:YAG kristalų siurbimas įvairioms pramoninėms ir karinėms sistemoms.

Tiesioginis medžiagų apdorojimas:

Plastikinis suvirinimas:Tiksliai formuojant pluoštą (pvz., sukuriant linijos fokusavimą), rietuvės leidžia greitai ir kokybiškai suvirinti plastiką.

Dengimas ir kietumas:Naudojamas nusidėvėjimui- ar korozijai-atsparioms dangoms padengti ant didelių metalinių komponentų, pvz., variklio vožtuvų ar turbinų menčių.

Litavimas ir litavimas:Šilumos šaltinio suteikimas skirtingiems metalams sujungti.

2.2 Medicininė ir estetinė terapija – „tikslus ir minimaliai invazinis“ skalpelis

Chirurgija:Naudojamas kaip pjovimo ir abliacijos įrankis atliekant procedūras, kai reikia vienu metu pjauti ir koaguliuoti.

Estetika:Pagrindinis šviesos šaltinis plaukų šalinimo, odos atjauninimo ir tatuiruočių šalinimo sistemoms.

Odontologija:Taikoma dantų balinimui ir kietųjų audinių gydymui.

Fotodinaminė terapija (PDT):Fotosensibilizuojančių vaistų aktyvinimas tam tikroms vėžio formoms gydyti.

2.3 Moksliniai tyrimai ir pasienio technologijos – nežinomybės prožektorius

Itin greitų lazerių siurbimas:Tarnauja kaip tvirtas, efektyvus siurblys Ti:Sapphire ir kitiems ypač greitiems stiprintuvams.

Atominis aušinimas ir gaudymas:Pateikiami tikslūs bangos ilgiai, reikalingi magneto{0}}optiniams spąstams (MOT) šaltųjų atomų fizikos ir kvantinių skaičiavimų tyrimams.

Netiesinė dažnio konversija:Siurbiami optiniai parametriniai osciliatoriai (OPO), kad būtų generuojami konkretūs vidutiniai -IR arba THz bangos ilgiai.

2.4 Gynyba ir saugumas – „Sprendimo-pranašumo“ pagrindas

Nukreipti energijos ginklai (DEW):Veikia kaip pagrindinis didelės{0}energijos lazerinių (HEL) sistemų siurblio šaltinis arba, kai kuriose koncepcijose, kaip tiesioginio-efekto ginklas diodiniuose{2}}siurbiamuosiuose šarminiuose lazeriuose (DPAL).

Infraraudonųjų spindulių atsakomosios priemonės (IRCM):Triukšmas karščio{0}}ieškoti raketų skleidžiant galingą moduliuotą IR signalą.

Apšvietimas ir diapazonas:Naudojamas aktyviajame IR apšvietime naktiniam matymui ir LIDAR sistemose taikinio identifikavimui ir nuotoliui nustatyti.

2.5 Kitos svarbios programos

Kosmoso komunikacijos:Didelio{0}}galios skaidulinių stiprintuvų siurbimas, skirtas nemokamam-erdviniam optiniam ryšiui tarp palydovų ir antžeminių stočių.

Spausdinimas ir rodymas:Siurbiami kietojo{0}kūno lazeriai, generuojantys raudoną, žalią ir mėlyną (RGB) šviesą, kad būtų galima{1}}didelio ryškumo lazerinė projekcija ir kinas.

3. Ateities tendencijos

Didesnio ryškumo siekis:Pramonė pereina nuo paprasčiausio neapdorotos galios didinimo prie maksimalaus ryškumo gerinant spindulių kokybę ir pažangų spektrinį derinimą.

Intelektas ir moduliškumas:„Plug{0}}and-play“ modulių, kurie integruoja diodų bloką, tvarkyklę, aušintuvą ir valdymo elektroniką, kūrimas, siekiant supaprastinti sistemos integravimą.

Naujų medžiagų tyrinėjimas:GaN{0}}pagrįstos mėlynos ir žalios spalvos tiesioginio-diodų rinkinių pažanga ir kvantinės kaskados lazerinių dėvimų, skirtų vidutinei-IR, brandinimas.

Sąnaudų mažinimas ir patikimumo didinimas:Nuolat gerinama gamybos išeiga ir pakavimo technologijos, siekiant sumažinti išlaidas ir atverti naujas pramonės rinkas.

4. Išvada

Lazerinių diodų blokai sustiprino savo strateginę poziciją kaip didelės galios fotonikos{0}}technologiją. Dėl neprilygstamo sieninio-kištuko efektyvumo, galios mastelio ir universalumo jie tapo pasirinkimo šaltiniu įvairiose srityse. Šios technologijos ateitis slypi ne tik siekiant didesnės galios, bet ir nenumaldomame galutinio tikslo siekime: kompaktiško, efektyvaus ir ekonomiško „idealaus fotonų šaltinio“ su didžiausiu įmanomu ryškumu, galinčio atrakinti dar neįsivaizduojamas programas.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.