Klassifisering av laserdiodestabler med høy effekt

Høye kraft laserdiodestablerer enheter sammensatt av flere laserdioder med høy effekt. De er små i størrelse og høye effektivitet. De er mye brukt i industriell prosessering (for eksempel skjæring og sveising), medisinsk kirurgi, vitenskapelig forskning og nasjonalt forsvar. Deres viktigste fordeler inkluderer: kompakt størrelse, skalerbar kraft opp til Multi-KW-området. Slike konfigurasjoner brukes vanligvis i laserpumping av fast tilstand, rettet energiapplikasjoner som hårfjerning og materialbehandling.

1. Klassifisering etter struktur- og emballasjeskjema
① Vertikal stabel
Enkeltstang vertikal stabel: Den består av en enkelt diodestang, og høyere utgangseffekt oppnås ved å stable flere stenger i vertikal retning. Hver stang inneholder flere laserdiodesponger, som er elektrisk koblet i serie eller parallelt for å gi større strømkapasitet og høyere effekt.
Vertikal stabel med flere stang: For å øke kraften ytterligere, kan flere søyler stables vertikalt. Denne strukturen kan oppnå meget høy krafttetthet i et mindre rom, men den gir også større utfordring av varmeavledning. Fordi flere søyler er nært arrangert, blir det vanskelig å lede og spre varme i vertikal retning, og det er nødvendig med mer effektiv varmeavledningsteknologi for å sikre stabil drift av utstyret.

Funksjoner: Hovedfunksjonen i den vertikale stablingsstrukturen er høy krafttetthet, som kan generere større laserkraft i et begrenset rom. Imidlertid står denne strukturen også overfor alvorlige varmeavledningsutfordringer, fordi når antallet stablingslag øker, øker varmeoverføringsmotstanden i den vertikale retningen, noe som lett kan føre til lokal overoppheting og påvirke ytelsen og levetiden til laserdioden.
② Horizontal matrise
Lineær arrangement og todimensjonal ekspansjon: Horisontal matrise refererer til å arrangere laserdiodestenger eller andre lysemitterende enheter i horisontal retning for å danne en lineær eller todimensjonal matrisestruktur. Lineær arrangement er den mest grunnleggende formen, og kraften kan økes ved å øke antall stenger; Mens todimensjonal ekspansjon er anordnet i både horisontale og vertikale retninger, kan du utvide lysemitteringen og kraftutgangen ytterligere.
Funksjoner: Fordelene med den horisontale arraystrukturen er dens enhetlighetsoptimalisering og fleksibilitet. Siden de lysemitterende enhetene er jevnere fordelt i horisontalt retning, er det lettere å oppnå ensartethet og stabilitetskontroll av bjelken. I tillegg, ved å justere oppsettet av matrisen og utformingen av de optiske elementene, kan formen og størrelsen på stedet endres fleksibelt for å imøtekomme behovene til forskjellige applikasjonsscenarier.

③Hybrid emballasjestruktur
Kombinert vertikal og horisontal designkomposittløsning: For å imøtekomme behovene til høyere kraft og mer komplekse anvendelser brukes en hybridemballasjestruktur som kombinerer vertikale og horisontale design noen ganger. Denne strukturen beholder den høye krafttetthetsfordelen med vertikal stabling og har enhetligheten og spotformende fleksibiliteten til den horisontale matrisen. Ved rimelig å designe andelen og utformingen av de vertikale og horisontale delene, kan den beste balansen mellom kraft, effektivitet og strålekvalitet oppnås.
Applikasjonssak: Fiberkoblingssystemet er et typisk applikasjonssak for hybridemballasjestrukturen. I dette systemet brukes en vertikalt stablet laserdiodestabel som en lyskilde, og den genererte laseren er koblet til den optiske fiberen gjennom en optisk koblingsanordning. Den optiske fiberen kan ikke bare overføre laseren, men også ytterligere form og filtrere bjelken, og dermed forbedre strålekvaliteten og transmisjonseffektiviteten. Denne strukturen er mye brukt i materialbehandling, kommunikasjon, medisinsk behandling og andre felt, og har spilt en viktig rolle i å fremme utviklingen av relaterte næringer.

2. Klassifisering etter bølgelengde og utgangsegenskaper
① Nær-infrarødt bånd (700–1100 nm) -755 nm\/ 808nm\/ 940nm\/ 1064nm laserdiodestabler
Typiske bruksområder: I feltet med materialbehandling kan laserdiodestabler i dette båndet brukes til skjæring, sveising og overflatebehandling av materialer som metaller og plast. Bølgelengden kan tas godt opp av mange materialer, og dermed oppnå effektiv prosessering. For eksempel i bilproduksjon brukes den for sveising av metallark av billegemer; I elektronikkindustrien brukes det til å skjære og sveise av kretskort. Når det gjelder solid-state laserpumping, kan den brukes som pumpekilde for å gi energi for solid-state-lasere, for eksempel for å pumpe faststofflasere som ND: YAG. Lyset som genereres av laserdiodestabelen er koblet til forsterkningsmediet til faststofflaseren gjennom en passende koblingsmetode for å forbedre utgangseffekten og effektiviteten til faststofflaseren.

② Mid-infrarødt bånd (1,5–2 μm)
Bruksområde: Når det gjelder gassdeteksjon, siden mange gassmolekyler har karakteristiske absorpsjonstopper i det midtinfrarøde båndet, kan laserdiodestabler i dette båndet brukes til å oppdage tilstedeværelsen og konsentrasjonen av spesifikke gasser, for eksempel overvåking av skadelige gasser i miljøet og gasskomponenter i industrielle produksjonsprosesser. Innen medisinsk kirurgi kan det brukes til operasjoner som vevskjæring og koagulering. Bølgelengdenes penetrasjons- og absorpsjonsegenskaper for biologiske vev gir det fordeler i noen spesifikke kirurgiske scenarier, for eksempel visse oftalmiske operasjoner og myke vevsoperasjoner.
③ Synlig lysbånd (400–700 nm)
Bruksområde: I feltet Display-teknologi kan den brukes til laserskjermenheter, for eksempel laser-TV og laserprojektorer, for å oppnå høyoppløselig og høyfarge metningsbilder ved å modulere laserstråler i forskjellige farger. Ved biologisk avbildning kan det brukes til celleavbildning, vevsavbildning osv. For å hjelpe biologer med å studere strukturen og funksjonen til biologiske prøver. På grunn av den korte bølgelengden av synlig lys, kan det gi høyere romlig oppløsning.
④ Tunbar bølgelengdestabel
Bølgelengde dynamisk justeringsteknologi (for eksempel tilbakemelding av ekstern gitter): Ved å ta i bruk teknologier som tilbakemelding av ekstern gitter, kan laserbølgelengden justeres dynamisk. Denne avstembare bølgelengdestabelen har større fleksibilitet i forskjellige applikasjonsscenarier. I spektralanalyseeksperimenter kan for eksempel lasere med forskjellige bølgelengder velges nøyaktig for å begeistre prøver etter behov for å få rikere spektral informasjon; I kommunikasjonssystemer med flere bølgelengder kan den oppnå fleksibel bytte og tildeling av bølgelengder, og forbedre kapasiteten og ytelsen til kommunikasjonssystemer.

3. Klassifisering ved kjølemetode
① Mikrokanalkjøling
Prinsipp og effektivitetsfordel: Mikrokanalkjøling skaper bittesmå væskekanaler i nærheten av laserdiodestabelen, slik at kjølevæsken kan sirkulere i disse kanalene å ta bort varmen. Denne kjølemetoden har effektive varmeutvekslingsmuligheter fordi de bittesmå kanalene kan øke kontaktområdet mellom kjølevæsken og varmekilden, og dermed forbedre varmeavledningen. Kjølevæsken kan raskt overføre varme fra laserdioden under strømningsprosessen, holde stabelen på et lavere temperaturnivå og sikre den stabile operasjonen.
Industriell applikasjon med høy effekt: I industrielle applikasjonsscenarier med høy effekt, for eksempel høykraft laserskjæring, sveising og annet behandlingsutstyr, vil laserdiodestabelen generere mye varme. Mikrokanals væskekjøling kan effektivt takle denne høye varmebelastningen og sikre ytelsen og påliteligheten til utstyret under langvarig høy effekt. For eksempel, i store metallbehandlingsverksteder, kan laserdiodestabler ved bruk av mikrokanals væskekjøling gi en stabil lyskilde for laserutstyr med høy presisjon, noe som sikrer skjæringskvalitet og effektivitet.

②Thermoelektrisk kjøling (TEC)
Scenarier som krever presis temperaturkontroll (for eksempel vitenskapelige forskningsinstrumenter): termoelektrisk kjøling bruker den peltiere effekten av halvledermaterialer. Når strømmen passerer gjennom en sløyfe sammensatt av to forskjellige metaller eller halvledere, oppstår varmeabsorpsjon eller varmeutgivelse ved noden. Ved å kontrollere retningen og størrelsen på strømmen, kan laserdiodestabelen kontrolleres nøyaktig. Denne kjølemetoden kan gi et veldig stabilt temperaturmiljø. For noen vitenskapelige forskningsinstrumenter som krever ekstremt høy temperaturnøyaktighet, for eksempel spektrometre og sensorer med høy presisjon, kan den termoelektrisk avkjølte laserdiodestabelen sikre at ytelsen til instrumentet ikke påvirkes av temperatursvingninger, og dermed forbedrer nøyaktigheten og påliteligheten til målingen.
③ir kjøling og naturlig konveksjon kjøling
Brukbarheten av bærbare enheter med lav effekt: Luftkjøling er å tvinge luftstrømmen gjennom en vifte for å fjerne varmen som genereres av laserdiodestabelen; Naturlig konveksjonskjøling er avhengig av konveksjon forårsaket av den naturlige temperaturforskjellen i luften for å spre varmen. Disse to kjølemetodene krever ikke komplekse kjølesystemer og kjølevæske, og har enkle strukturer og lave kostnader. For bærbare enheter med lav effekt, for eksempel små laserområdefindere og bærbare laserprojektorer, kan luftkjøling og naturlig konveksjonskjøling oppfylle kravene til varmedissipasjon og samtidig opprettholde bærbarheten og enkelheten til enheten. De kan effektivt spre varme under enhetsdrift, og forhindre at laserdiodestabelen blir skadet av overoppheting, mens de ikke legger for mye ekstra belastning på enheten.

4. Klassifisering etter utgangseffekt og kjøremodus
① Kontinuerlig bølge (CW) laserstabel
Power Range (hundre watt til kilowatt):Kontinuerlige bølge -laserstabler kan sende ut kontinuerlige og stabile lasere, og deres kraftområde kan strekke seg fra hundre wattnivå til Kilowatt -nivået. Dette brede kraftområdet gjør det mulig å imøtekomme behovene til forskjellige applikasjonsscenarier. For eksempel, i industriell prosessering, kan for noen oppgaver som materialskjæring og sveising som krever høyere effekt, men ikke ekstremt høye strømbehov, hundre watt-nivå kontinuerlig bølgelaserstabel være kompetent; Mens i noen store industrielle produksjons- eller vitenskapelige forskningseksperimenter med høye kraftbehov, er det nødvendig med en kontinuerlig bølge-laserstabel med høy effekt for å gi tilstrekkelig energi.
Langsiktige stabilitetskrav:Siden den kontinuerlige bølgelaserstabelen må kontinuerlig sende ut stabile lasere i lang tid, har den høyere krav til sin langsiktige stabilitet. I den industrielle produksjonsprosessen må utstyret løpe i lang tid. Hvis utgangseffekten til laserstabelen er ustabil, vil den føre til svingninger i prosesseringskvaliteten og påvirke konsistensen og kvalifiserte hastigheten på produktet. Innen vitenskapelig forskning, som langsiktige fysiske eksperimenter eller kjemisk analyse, er laserstabelen også nødvendig for å opprettholde en stabil utgang for å sikre nøyaktigheten og påliteligheten til eksperimentelle data. For å oppfylle kravene til langsiktig stabilitet, er det vanligvis nødvendig med en rekke tiltak under design- og produksjonsprosessen, for eksempel å optimalisere varmedissipasjonssystemet, velge materialer av høy kvalitet og utføre streng emballasje.
② pulslaserstabel
Kort puls (nanosekundnivå) og Ultrashort -puls (Picosecond\/femtosekundnivå):Pulslaserstabel kan produsere kort pulslaserutgang, som kan deles inn i kort puls (nanosekundnivå) og Ultrashort -puls (picosekund\/femtosekundnivå) i henhold til pulsbredden. Pulsbredden generert av den korte pulslaserstabelen er på nanosekundnivå. Denne pulslaseren har en høy toppkraft og er egnet for noen scener med høye krav til prosessering av prosessering og hastighet, for eksempel presisjonskjæring og boring av visse metallmaterialer. Pulsbredden på Ultrashort -pulslaserstabelen når picosekundet eller til og med femtosekundnivå. Det er preget av en ekstremt lav varmepåvirket sone og kan behandle materialer uten å forårsake åpenbar termisk skade. Derfor har det viktige bruksområder innen presisjonsbehandlingsfelt som produksjon av halvlederbrikke og glassskjæring.
Applikasjoner:Presisjonsbearbeiding, LIDAR: Ved presisjonsbearbeiding gjør det mulig for den høye presisjonen og den høye energitettheten av pulserte laserstabler dem å oppnå fin maskinering av forskjellige materialer, for eksempel å produsere bittesmå elektroniske komponenter i elektronikkindustrien og prosessering av optiske linser i det optiske feltet. I feltet LiDAR brukes pulserte laserstabler som utslippskilder for å oppdage avstanden og posisjonsinformasjonen til målet ved å avgi korte pulser eller ultrashort -pulser av laser og deretter motta det reflekterte lyssignalet. På grunn av egenskapene til pulserende lasere, kan måling av høy presisjon og målgjenkjenning oppnås, og de er mye brukt i autonom kjøring, romfart og andre felt.

Klassifiseringen av høyeffektlaserdiodestabler dekker struktur og emballasje (vertikal stabling, horisontale matriser, hybridemballasje), bølgelengde og utgangsegenskaper (nær infrarød, midtinfrarød, synlig lys, avstemning, kjøling (mikrokanals væske, termoelektisk kulling, kjøling av kjøling) Scenarier (industriell produksjon, medisinsk biologi, vitenskapelig forskning og nasjonalt forsvar). Når du velger teknologi, er det nødvendig å omfattende vurdere strømbehov, bølgelengdeområde, varmeavlederforhold, anvendelsesmiljø og kostnadseffektivitet. For eksempel prioriterer industriell kraftbehandling prioritet til vertikal stabling eller hybridemballasjestrukturer med mikrokanals væskekjøling; Presisjonsmedisinsk kirurgi kan velge stabler med nesten infrarøde eller mellominfrarøde bånd og presis temperaturkontroll; Innen vitenskapelig forskning blir avstembare eller spesifikke bølgelengdestabler valgt i henhold til spesifikke eksperimentelle behov, og kombinert med passende kjøling og kjøremodus for å sikre langsiktig stabil drift.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, kan du gjerne snakke med oss. Uansett hvor kundene våre er og hva kravene våre er, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.