Quins són els paràmetres bàsics de les piles làser de díode?

Piles làser de díode, un component clau de la tecnologia moderna de la font de llum semiconductors, aconsegueix la sortida de potència alta - mitjançant la integració de diverses unitats de díode làser. S’utilitzen àmpliament en el processament industrial, el tractament mèdic i la investigació científica. Els seus paràmetres bàsics (com ara la longitud d’ona, el corrent de llindar, el corrent de funcionament i l’angle de divergència) determinen directament el rendiment òptic del dispositiu, l’eficiència energètica i els escenaris aplicables i són consideracions clau en el disseny i l’aplicació. Aquests paràmetres no només influeixen en la direccionalitat, l'estabilitat i la monocromaticitat del feix làser, sinó que també afecten la gestió tèrmica del sistema, l'eficiència d'acoblament i la fiabilitat del terme llarg -. Per tant, el control i l’optimització precisos d’aquests paràmetres són crucials per millorar el rendiment global.

Paràmetres bàsics de les piles làser del díode

1. Paràmetres òptics

① Longitud d'ona
Les especificacions comunes inclouen 755nm, 808nm, 940nm, 980nm i 1064nm. Diferents longituds d'ona corresponen als pics d'absorció de materials específics (per exemple, 980nm per a la soldadura metàl·lica i a prop de - Absorció infraroja fora de la banda de co₂ per tallar plàstic). La precisió de la longitud d’ona s’ha de controlar dins de ± 5nm per assegurar l’estabilitat del procés.
② Potència de sortida
La potència de sortida típica per a una sola barra és de 50W. En connectar diverses barres en sèrie, la potència total de la pila pot arribar a 1kW. La diferència de potència màxima entre l’ona contínua (CW) i els modes polsats afecta significativament la velocitat de processament.
③ Qualitat del feix
Quantificada pel producte de paràmetres de feix (BPP), els valors inferiors indiquen un millor rendiment de focus. L’angle de divergència de l’eix ràpid - és normalment més gran que l’eix lent - (per exemple, eix ràpid de 60 graus vs . 10 grau lent eix). La correcció de les lents cilíndriques és necessària per millorar l'eficiència d'acoblament.

2. Paràmetres elèctrics

① Tensió de funcionament
El rang de funcionament de cada unitat de barra és de 1,5V - 2,5V. En una configuració de la sèrie, la tensió total està superposada linealment i ha de coincidir amb el mode de tensió de corrent constant/constant del controlador.
② Corrent llindar
El corrent d'injecció mínim requerit per iniciar l'oscil·lació làser. Un corrent de llindar elevat indica una alta densitat de defectes quàntics, donant lloc a una eficiència energètica reduïda.
③ Eficiència de pendent
L’augment de potència per unitat de corrent d’unitat (W/A) reflecteix l’eficiència de la conversió del portador a fotons i es veu afectat significativament per la deriva de temperatura.

3. Paràmetres de gestió tèrmica

① Resistència tèrmica
Una mesura de la capacitat de dissipació de calor (grau /w). Els dissenys de baixa resistència tèrmica poden reduir l’augment de la temperatura de la unió (recomanat<0.1°C/W). Microchannel liquid cooling solutions can keep thermal resistance to less than one-third of traditional packages.
② Mètode de refrigeració
Per a aplicacions d’alimentació alta -, es prefereix el refredament de refrigeració d’aigua desionitzada o el canvi de fase de canvi de material de conducció. Per a dispositius lleugers, és una opció una canonada de calor combinada i una solució de refrigeració d’aire.

4. Paràmetres d’estructura i paquets

① Nombre de barres i arranjament
Seleccioneu una configuració modular de 10 bar o 20 bar basada en els requisits de potència. La disposició de la matriu ha d’optimitzar la uniformitat òptica i la distribució tèrmica.
② factor d'ompliment
La relació de la llum - emissiona a la zona de xip. El farcit de densitat alta - millora la brillantor, però augmenta el risc de crosstalk.
③ Tipus de paquet
C - El muntatge és adequat per a sistemes òptics estàndard, macro - Els envasos del canal faciliten l’apilament dens i els allotjaments personalitzats poden integrar sensors de control.

5. Paràmetres de fiabilitat

① Vida
Els productes industrials - es marquen generalment amb un MTBF de 10.000 hores (temps mitjà entre fallades). La vida real està limitada per la densitat de corrent i els nivells de control de temperatura de corrent.
② Mecanismes de fracàs
Aquests inclouen la degradació de la producció causada per la degradació tèrmica de l’àrea activa, el dany sobtat de la bacallà i l’escurçament elèctric causat per la fatiga de soldadura. Aquests fracassos s’han de mitigar mitjançant un disseny redundant i una estratègia d’inici de -.

Consideracions clau per a la selecció de paràmetres

1. Requisits de l'escenari de l'aplicació Prioritat del paràmetre

① High - Cutting Industrial Power (per exemple, processament de metall/compost)

Requisits clau: potència màxima de sortida (superior o igual a 1kW), una àmplia adaptabilitat de longitud d'ona (preferida de 980nm) i estabilitat en entorns durs.

Paràmetres clau: densitat de potència total, control de resistència tèrmica (per assegurar un funcionament continu sense acceleració de freqüència) i uniformitat del feix (per reduir les molèsties d’avantguarda). Es requereix una pila de barres multi - amb refrigeració de microcanal, juntament amb mòduls de potència redundants per fer front a les fluctuacions de càrrega transitòria.

Exemple de configuració típica: matriu de 20 bar, 50W per bar, BPP<4mm·mrad, liquid cooling with a closed-loop temperature control system.
② Aplicacions mèdiques de precisió (per exemple, cirurgia mínimament invasiva, dermatologia)

Requisits clau: precisió estricta de longitud d'ona (dins de ± 2nm), angle de divergència baixa (eix lent<5°), and ultra-low noise output.

Paràmetres clau: estabilitat de la longitud d’ona (per evitar la carbonització del teixit), la mida del punt reduït (aconseguit mitjançant un factor d’ompliment elevat) i la compatibilitat electromagnètica (disseny de blindatge EMI). Single - barra, baix - Els mòduls de potència s'utilitzen sovint, combinats amb l'acoblament de fibra i el refredament d'aire.
Exemple de configuració típica: single - bar 20W, 808Nm Amplada de línia estreta, CS - Paquet de muntatge amb sensor de temperatura integrat.

2. Restriccions dures de la integració del sistema

① La capacitat de dissipació de calor

La resistència tèrmica màxima admissible es calcula en funció dels recursos de refrigeració disponibles del dispositiu. Si només hi ha una convecció natural disponible, s'hauria de seleccionar un substrat de conductivitat alt - amb una resistència tèrmica inferior a 0,05 graus /w. El refredament de l’aire forçat es pot relaxar fins a 0,1 graus /w. Els sistemes de refrigeració d’aigua donen suport a una major potència, però augmenten la complexitat.
Conflictes de disseny: L’obtenció d’alta potència i baixa augment de la temperatura en un espai compacte pot requerir compromisos (com ara l’operació intermitent o una arquitectura de refrigeració a nivell).
② Compatibilitat d’alimentació d’alimentació

El rang de tensió d’entrada ha de cobrir el rang de funcionament del làser (per exemple, 1.8V - 2,4V/bar) i tenir una protecció sobretens i sobrecorrent. Els dispositius portàtils solen utilitzar la tensió baixa - Potència DC, mentre que els equips estacionaris poden adoptar la rectificació de CA. Solució innovadora: un xip de gestió de potència digital aconsegueix una distribució de corrent dinàmica, equilibrant les diferències d’eficiència entre les barres individuals.
③ Disseny optimitzat

La mida del paquet determina el mètode de muntatge: C - El muntatge és adequat per a plataformes òptiques normalitzades, mentre que Macro - El disseny del canal facilita l’apilament vertical i estalvia espai lateral. Per a dispositius mòbils, les solucions d’integració del circuit imprès flexible (FPC) poden superar les limitacions de les estructures rígides tradicionals.

La millora del rendiment de les piles làser de díode es basa en l’optimització completa dels paràmetres bàsics, la clau és coincidir amb precisió amb combinacions de paràmetres amb escenaris d’aplicació específics. Tant si es persegueix una alta - Densitat energètica de tall industrial o aplicacions mèdiques que prioritzen la precisió i la seguretat, el comerç - s'ha de fer entre propietats òptiques (com la longitud d'ona i la qualitat del feix Densitat). Analitzant sistemàticament els requisits d’aplicació, les restriccions d’integració del sistema i el cost - efectivitat i aconseguint el disseny col·laboratiu de paràmetres dimensionals multi -, podem maximitzar el rendiment del dispositiu i assegurar -nos - terme funcionament estable.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar -nos. Independentment d’on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu per proporcionar als nostres clients els preus d’alta qualitat, baixos i el millor servei.