Láser de diodo de barras individuales

Mecanismo de enfriamiento
‌Refrigeración por agua‌: la refrigeración por agua con láser sirve para disipar el calor a través de la circulación del agua. El agua circula dentro y fuera del láser para transferir calor al agua y luego se recicla después de la disipación en el radiador. El enfriamiento por agua tiene una alta conductividad térmica y capacidades de transferencia de calor, y puede transferir calor al exterior más rápido, garantizando así un funcionamiento eficiente y estable del láser y reduciendo la tasa de fallas.

‌Enfriamiento por conducción‌: el enfriamiento por conducción generalmente se refiere al uso de las propiedades de conductividad térmica de materiales como los metales para disipar el calor. Este método de enfriamiento depende de la eficiencia de la conductividad térmica del material y generalmente se usa para dispositivos pequeños o disipación de calor local.

Escenarios aplicables
‌Refrigeración por agua‌: Adecuado para escenarios que requieren un funcionamiento continuo a largo plazo y garantizar la estabilidad. La refrigeración por agua puede proporcionar un mejor efecto de disipación de calor y reducir la tasa de fallas. Es adecuado para láseres de alta potencia o aplicaciones que requieren alta estabilidad‌.
‌Enfriamiento por conducción‌: Adecuado para dispositivos pequeños o necesidades de disipación de calor local. Dado que el enfriamiento por conducción depende de la eficiencia de la conductividad térmica del material, su efecto de disipación de calor es relativamente limitado y es adecuado para dispositivos con baja potencia o bajos requisitos de disipación de calor.

Costo y dificultad de mantenimiento.
Refrigeración por agua: requiere el reemplazo regular de los filtros antical y la adición de refrigerante, lo que tiene altos costos de mantenimiento.
Refrigeración por conducción: mantenimiento relativamente sencillo, que sólo requiere una limpieza regular de los componentes de disipación de calor y bajos costes de mantenimiento.

modo de trabajo CW
El modo de trabajo CW significa que el láser funciona de manera continua y la energía del haz de salida permanece constante e ininterrumpida. Este modo de trabajo es adecuado para aplicaciones que requieren energía láser estable, como comunicaciones de fibra óptica y procesamiento de materiales. La potencia de salida de los láseres CW es relativamente baja, pero puede permanecer estable, lo que es adecuado para escenarios que requieren una salida continua de energía láser. ‌

Modo de trabajo QCW
El modo de trabajo QCW significa que el láser funciona en forma de pulsos, la duración (ancho) de cada pulso es limitada y hay un cierto intervalo entre pulsos. Los láseres QCW generalmente emiten pulsos repetidamente a alta frecuencia y el ancho del pulso se puede modular según sea necesario para controlar la potencia de salida y la energía del pulso del láser. Este modo de funcionamiento es adecuado para escenarios de aplicación con altos requisitos de resolución temporal, como sistemas de radar y equipos médicos. Los pulsos cortos de alta energía de los láseres QCW pueden proporcionar efectos de tratamiento y medición precisos. ‌

Escenarios de aplicación específicos
‌Modo de trabajo CW‌: Adecuado para aplicaciones que requieren energía láser estable, como comunicaciones de fibra óptica y procesamiento de materiales. En estas aplicaciones, los láseres CW pueden proporcionar una potencia de salida estable para satisfacer las necesidades continuas de transmisión de señales o procesamiento de materiales.
‌Modo de trabajo QCW‌: Adecuado para aplicaciones con altos requisitos de resolución temporal, como sistemas de radar y equipos médicos. Los pulsos cortos de alta energía de los láseres QCW pueden proporcionar efectos de tratamiento y medición precisos.

Las funciones principales de la barra láser CS con lente FAC incluyen enfocar la luz, mejorar la directividad del haz y reducir el ángulo de divergencia del haz. ‌

La luz emitida por una barra láser ya es luz láser en sí misma, pero debido a que suele tener forma elíptica o de coma cuando emerge del resonador, requiere una lente para enfocarla. La función de la lente es enfocar estos rayos en un punto de luz, mejorando así la directividad del haz y reduciendo el ángulo de divergencia del haz.

Luz de enfoque
La lente puede enfocar eficazmente la luz emitida por el diodo láser para formar un punto de luz. Este efecto de enfoque puede aumentar significativamente la distancia de proyección y el brillo de la luz, haciendo que la aplicación de diodos láser sea más eficiente y práctica.

Mejorar la directividad del haz.
Al enfocar a través de la lente, el haz emitido por el diodo láser puede ser más concentrado y más direccional. Esto significa que el haz puede propagarse en una dirección específica con mayor precisión, lo que reduce la dispersión y difusión del haz y mejora la eficiencia de transmisión del haz.

Reducir el ángulo de divergencia del haz
El uso de lentes puede reducir significativamente el ángulo de divergencia del haz emitido por el diodo láser. El ángulo de divergencia reducido significa que el haz puede mantener una dispersión menor durante la propagación, mejorando así la colimación y la estabilidad del haz.

El ‌efecto sonrisa del rayo láser‌ se refiere al hecho de que en una matriz de láser semiconductor (LDA), debido al estrés térmico introducido durante el proceso de embalaje, el chip láser produce una curvatura emisora ​​de luz en la dirección del eje rápido, lo que provoca que los puntos de luz de cada unidad emisora ​​de luz no esté en línea recta. Este fenómeno se conoce como efecto "sonrisa".

Causa
La causa principal del efecto "sonrisa" es la falta de coincidencia en el coeficiente de expansión térmica entre el chip láser y los materiales de embalaje, como el disipador de calor del sustrato, durante el proceso de embalaje, lo que provoca estrés térmico. Esta tensión térmica se agrava aún más cuando el láser está funcionando, lo que hace que el chip láser se doble y afecte así la linealidad del haz.

Influencia
El efecto "sonrisa" tiene un impacto significativo en la calidad del haz, que se manifiesta principalmente en el deterioro de la linealidad del haz y en la distribución uniforme de los puntos de luz. Esto aumentará la dificultad de colimación, conformación y acoplamiento de fibras del haz, afectando así el rendimiento general del láser.

Implicaciones prácticas y soluciones.
En aplicaciones prácticas, el efecto "sonrisa" afectará la calidad del haz de los láseres semiconductores de alta potencia, especialmente en aplicaciones que requieren una alineación de alta precisión. Para reducir el impacto del efecto "sonrisa", se puede mejorar optimizando el proceso de embalaje, utilizando materiales con un coeficiente de expansión térmica más coincidente y considerando el impacto de los cambios de temperatura en la calidad de la viga en el diseño.

Las barras de diodos láser MCC se pueden empaquetar en una pila de diodos láser. ‌

Las barras de diodos láser MCC se pueden empaquetar en una pila de diodos láser mediante una pila vertical (pila en V). Los láseres semiconductores de pila vertical superan el problema de calidad del haz de los láseres de matriz horizontal y la calidad de su haz es consistente con la de un solo haz láser, que es adecuado para aplicaciones con requisitos de alta calidad del haz. Además, con la mejora de la tecnología de embalaje, el número de barras láser en un láser apilado verticalmente se puede aumentar de unas pocas a 70, y la potencia de salida máxima también puede alcanzar KW.

Estructura de embalaje
La estructura de empaque de las barras de diodos láser MCC generalmente incluye un cátodo, un ánodo, una entrada y salida de refrigerante. La entrada de refrigerante está cerca del ánodo de la matriz láser, mientras que la salida de refrigerante está cerca del cátodo. Esta estructura permite que las barras de diodos láser MCC disipen y administren el calor de manera efectiva cuando se apilan en una matriz.

Escenarios de aplicación
Después de empaquetarse en una pila de diodos láser, las barras de diodos láser MCC se pueden aplicar a una variedad de escenarios de demanda de láser de alta potencia, como procesamiento industrial, investigación científica, equipos médicos, etc. Debido a su alta potencia de salida y buena calidad del haz, MCC Las barras de diodos láser pueden cumplir con los altos requisitos de los equipos láser en estos campos después de ser empaquetadas.