Single Bar Diode Laser

Kølemekanisme
‌Vandkøling‌: Laservandkøling er at sprede varme gennem vandcirkulationen. Vandet cirkuleres inde i og uden for laseren for at overføre varme til vandet, og recirkuleres derefter efter spredning i radiatoren. Vandkøling har høj termisk ledningsevne og varmeoverførselsevne og kan overføre varme til det fri hurtigere, hvilket sikrer effektiv og stabil drift af laseren og reducerer fejlraten‌.

‌Konduktivkøling‌: Ledningskøling refererer normalt til brugen af ​​de termiske ledningsevneegenskaber af materialer som metaller til at sprede varme. Denne kølemetode afhænger af materialets varmeledningsevne og bruges normalt til små enheder eller lokal varmeafledning‌.

Gældende scenarier
‌Vandkøling‌: Velegnet til scenarier, der kræver langvarig kontinuerlig drift og sikrer stabilitet. Vandkøling kan give bedre varmeafledningseffekt og reducere fejlfrekvensen. Den er velegnet til højeffektlasere eller applikationer, der kræver høj stabilitet‌.
‌Konduktivkøling‌: Velegnet til små enheder eller lokale varmeafledningsbehov. Da ledningskøling afhænger af materialets termiske ledningsevneeffektivitet, er dets varmeafledningseffekt relativt begrænset, og det er velegnet til enheder med lav effekt eller lav varmeafledningskrav‌.

Vedligeholdelsesomkostninger og besvær
Vandkøling: kræver regelmæssig udskiftning af kalkfiltre og tilsætning af kølervæske, hvilket har høje vedligeholdelsesomkostninger.
Ledningskøling: relativt simpel vedligeholdelse, der kun kræver regelmæssig rengøring af varmeafledningskomponenter og lave vedligeholdelsesomkostninger.

CW arbejdstilstand
CW-arbejdstilstanden betyder, at laseren arbejder på en kontinuerlig måde, og energien fra udgangsstrålen forbliver konstant og uafbrudt. Denne arbejdstilstand er velegnet til applikationer, der kræver stabil laserenergi, såsom fiberoptisk kommunikation og materialebehandling. Udgangseffekten af ​​CW-lasere er relativt lav, men den kan forblive stabil, hvilket er velegnet til scenarier, der kræver kontinuerlig output af laserenergi. ‌

QCW arbejdstilstand
QCW-arbejdstilstanden betyder, at laseren fungerer i form af pulser, varigheden (bredden) af hver puls er begrænset, og der er et vist interval mellem pulserne. QCW-lasere udsender normalt pulser gentagne gange ved en høj frekvens, og pulsbredden kan moduleres efter behov for at styre laserens udgangseffekt og pulsenergi. Denne driftstilstand er velegnet til anvendelsesscenarier med høje krav til tidsopløsning, såsom radarsystemer og medicinsk udstyr. De højenergiske korte pulser fra QCW-lasere kan give præcise målinger og behandlingseffekter. ‌

Specifikke anvendelsesscenarier
‌CW-arbejdstilstand‌: Velegnet til applikationer, der kræver stabil laserenergi, såsom fiberoptisk kommunikation og materialebehandling. I disse applikationer kan CW-lasere levere stabil udgangseffekt for at imødekomme de kontinuerlige behov for signaltransmission eller materialebehandling.
‌QCW arbejdstilstand‌: Velegnet til applikationer med høje krav til tidsopløsning, såsom radarsystemer og medicinsk udstyr. De højenergiske korte pulser fra QCW-lasere kan give præcise målinger og behandlingseffekter.

Hovedfunktionerne af CS-laserstangen med FAC-objektiv omfatter fokusering af lyset, forbedring af strålens retningsbestemmelse og reduktion af strålens divergensvinkle. ‌

Lyset, der udsendes af en laserstang, er allerede selve laserlys, men fordi det normalt er elliptisk eller komaformet, når det kommer ud af resonatoren, kræver det en linse for at fokusere det. Linsens funktion er at fokusere disse stråler til et lyspunkt og derved forbedre strålens retningsbestemmelse og reducere divergensvinklen for strålen‌.

Fokus lys
Linsen kan effektivt fokusere det lys, der udsendes af laserdioden, for at danne en lysplet. Denne fokuseringseffekt kan øge projektionsafstanden og lysstyrken betydeligt, hvilket gør anvendelsen af ​​laserdioder mere effektiv og praktisk‌.

Forbedre strålens retningsbestemmelse
Ved at fokusere gennem linsen kan strålen, der udsendes af laserdioden, være mere koncentreret og mere retningsbestemt. Dette betyder, at strålen kan forplante sig i en bestemt retning mere præcist, hvilket reducerer spredningen og spredningen af ​​strålen og forbedrer strålens transmissionseffektivitet‌.

Reducer stråledivergensvinklen
Brugen af ​​linser kan reducere divergensvinklen for strålen, der udsendes af laserdioden, markant. Den reducerede divergensvinkel betyder, at strålen kan opretholde en mindre spredning under udbredelsen og derved forbedre kollimeringen og stabiliteten af ​​strålen‌.

‌Laserstrålesmileeffekten‌ refererer til det faktum, at laserchippen i et halvlederlaserarray (LDA) på grund af den termiske spænding, der indføres under pakkeprocessen, producerer lysemitterende bøjning i den hurtige akseretning, hvilket forårsager lyspletterne i hver lysemitterende enhed ikke er i en lige linje. Dette fænomen er kendt som "smil"-effekten‌.

Årsag
Hovedårsagen til "smil"-effekten er misforholdet i termisk ekspansionskoefficient mellem laserchippen og emballagematerialer såsom substratkøleplade under emballeringsprocessen, hvilket resulterer i termisk stress. Denne termiske spænding forværres yderligere, når laseren arbejder, hvilket får laserchippen til at bøje, hvilket påvirker strålens linearitet‌.

Indflydelse
"Smil"-effekten har en betydelig indvirkning på strålekvaliteten, som hovedsageligt manifesteres i forringelsen af ​​strålens linearitet og den ensartede fordeling af lyspletter. Dette vil øge vanskeligheden ved strålekollimation, formning og fiberkobling og derved påvirke laserens overordnede ydeevne.

Praktiske implikationer og løsninger
I praktiske applikationer vil "smil"-effekten påvirke strålekvaliteten af ​​højeffekt halvlederlasere, især i applikationer, der kræver højpræcisionsjustering. For at reducere påvirkningen af ​​"smil"-effekten kan den forbedres ved at optimere emballageprocessen, bruge materialer med en mere matchende termisk udvidelseskoefficient og tage højde for temperaturændringernes indflydelse på strålekvaliteten i designet.

MCC laserdiodestænger kan pakkes ind i laserdiodestak. ‌

MCC laserdiodestænger kan pakkes ind i laserdiodestak for lodret stack (V-stack). Lodrette stak halvlederlasere overvinder strålekvalitetsproblemet ved horisontale array-lasere, og deres strålekvalitet er i overensstemmelse med kvaliteten af ​​en enkelt laserstråle, som er velegnet til applikationer med høje strålekvalitetskrav‌. Derudover kan antallet af laserstænger i en lodret stablet laser med forbedringen af ​​pakketeknologi øges fra nogle få til 70, og den maksimale udgangseffekt kan også nå KW.

Emballage struktur
Emballagestrukturen af ​​MCC laserdiodestænger omfatter generelt en katode, en anode, et kølemiddelindløb og -udløb. Kølevæskens indløb er tæt på laserarrayets anode, mens kølevæskeudløbet er tæt på katoden‌. Denne struktur gør det muligt for MCC laserdiodestænger effektivt at sprede varme og håndtere varme, når de stables i et array.

Applikationsscenarier
Efter emballering i laserdiodestak kan MCC laserdiodestænger anvendes til en række forskellige højeffektsscenarier for laserefterspørgsel, såsom industriel behandling, videnskabelig forskning, medicinsk udstyr osv. På grund af deres høje effektudgang og gode strålekvalitet, MCC laserdiodestænger kan opfylde de høje krav til laserudstyr på disse områder efter at være blevet pakket.