Laser chip

Laserchip, også kaldet umonteret diodelaserstang, er single-emitter laserchip eller single-bar laserchip, som ikke er monteret på en køleplade og mangler udvendig emballage. Vælg mellem GaAs-, InP- og GaSb-halvledermaterialer for at få bølgelængder fra 450 nm til 2 µm, som leverer enestående pålidelighed og ydeevne.

En laserchip er en miniaturiseret chip, der integrerer lasere og andre optoelektroniske komponenter. Kernen i en laserchip er en halvlederlaser, som bruger rekombinationsprocessen af ​​elektroner og huller i halvledermaterialer til at generere lasere. Laserchips er mindre og lettere end traditionelle gaslasere eller solid-state lasere, hvilket gør dem velegnede til integration i forskellige bærbare og indlejrede enheder.

Enkelt udsender

Enkelt bar

VCSEL-chip

Single Emitter EEL Chip

Single Bar EEL Chip

Den største forskel mellem enkelt emitter laserchip og enkelt bar laserchip er deres struktur og anvendelse. Single emitter laserchip refererer normalt til en enkelt laserchip, mens single bar laserchip er strimmelformede strukturer sammensat af flere laserchips.

Single emitter laserchip er sammensat af en enkelt laserchip og har normalt en mindre størrelse og lavere effekt. De bruges normalt i applikationer, der kræver præcis kontrol af strålen, såsom fiberoptisk kommunikation og laserpointere. Karakteristikaene ved en enkelt emitter-laserchip er deres høje strålekvalitet og er velegnede til applikationer, der kræver høj retningsbestemmelse og høj lysstyrke.

Enkeltstang laserchip er strimmelformede strukturer sammensat af flere laserchips og har normalt en større størrelse og højere effekt. Enkeltstang laserchip er velegnet til applikationer, der kræver høj effekt, såsom materialebehandling, medicinsk udstyr og videnskabelige forskningsinstrumenter. Karakteristikaene ved enkeltstavs laserchip er deres høje udgangseffekt og er velegnede til applikationer, der kræver bestråling med stort område eller høj energi.

Med hensyn til tekniske detaljer og applikationer adskiller enkelt emitter laserchip og enkelt bar laserchip sig også i forberedelsesmetoder og materialevalg. Enkelt emitter-laserchip fremstilles normalt ved hjælp af metalorganisk kemisk dampaflejringsteknologi og har høj strålekvalitet og effektivitet. Laserchippen med enkelt stang undgår sidelasering gennem designet af epitaksialt lag og isolationsrille og forbedrer enhedens pålidelighed og holdbarhed.

Umonterede laserstænger kan skæres i enkelt emitter laserchips, herunder følgende trin:

Scribing: På hver umonteret laserstang, der skal kløves, udføres ribning mellem to tilstødende chips.

Filmekspansion: Den klæbende film med laserstangen påsat overføres til filmekspansionsmaskinen til den første filmekspansion. Efter at filmekspansionen er afsluttet, er den klæbende film i den første ekspansionstilstand og forbliver i denne tilstand.

Spaltning: Den klæbende film i den første ekspansionstilstand overføres til spaltningsmaskinen, og laserstangen opdeles langs skrivelinjen for at adskille chipsene på laserstangen fra hinanden. Ved at udvide den klæbende film, der er fastgjort til laserstangen før opsplitning, tilføres spånerne forspænding på begge sider af spånlinjen, så spånerne naturligt kan adskilles rent langs spånretningen under opsplitning, hvilket forhindrer spånerne i at kollidere med hver andet under opdeling og beskadigelse.

Nøglen til denne metode er at tilvejebringe forspænding ved filmekspansion for at sikre, at spånerne naturligt kan adskilles langs spånretningen under opsplitning, hvorved udbyttet og kvaliteten af ​​spånerne forbedres.

‌Afstanden mellem emitterne på den umonterede laserstang har en væsentlig indflydelse på ydeevnen. Ensartet emitterafstand kan sikre bedre varmeafledningseffekt af den umonterede laserstang og dermed forbedre levetiden og stabiliteten af ​​den umonterede laserstang.

Afstanden mellem emitterne på den umonterede laserstang vil påvirke varmeafledningseffekten. Hvis afstanden mellem emitterne er ujævn, kan det medføre, at temperaturen på nogle emittere bliver for høj, hvilket påvirker laserens ydeevne og levetid. Ved at justere bredden af ​​hver emitter af stangen, kan varmeafgivelsen af ​​hele stangen gøres mere ensartet, og temperaturen på den midterste emitter kan undgås at være væsentligt højere end temperaturen på kantemitteren, hvorved problemerne reduceres. af bølgelængdeforskydning og pulsbreddereduktion.

Afstanden mellem emitterne påvirker også lysstyrken af ​​den umonterede laserstang. Hvis afstanden mellem emitterne er for stor, kan det forårsage ujævn lysstyrke og påvirke displayeffekten. Den passende afstand mellem emitterne kan sikre visningseffekten og ydeevnen af ​​den umonterede laserstang i forskellige anvendelsesscenarier.

Der er flere krav til køleplader, der anvendes til emballering af laserchips, hovedsageligt inklusive termisk ledningsevne, termisk udvidelseskoefficienttilpasning, termisk spændingsfrigivelsesevne og overfladebehandling. ‌

For det første er termisk ledningsevne en af ​​de vigtige parametre for kølepladematerialer. Laserchips genererer meget varme under drift. Hvis varmen ikke kan spredes i tide, vil det påvirke laserens ydeevne og levetid. Derfor skal kølepladematerialet have en høj varmeledningsevne for effektivt at kunne lede varmen væk. Almindelige kølepladematerialer såsom aluminiumnitrid, siliciumcarbid, diamant osv. har høj varmeledningsevne‌.

For det andet er termisk udvidelseskoefficienttilpasning også meget vigtig. De termiske udvidelseskoefficienter for laserchips og kølepladematerialer skal matche for at reducere stress forårsaget af temperaturændringer og forhindre revner eller deformation mellem materialer. For eksempel er den termiske udvidelseskoefficient for aluminiumnitrid 4,6×10^-6/K, hvilket er tæt på den termiske udvidelseskoefficient for laserchips, så det bruges ofte som et overgangskølelegeme.

Derudover er termisk spændingsfrigivelsesevne‌ også en nøglefaktor. Varmen genereret af laseren under drift vil forårsage termisk stress mellem chippen og kølepladen. Hvis kølepladematerialet ikke effektivt kan frigøre disse spændinger, kan det forårsage, at laserens ydeevne forringes eller svigter. Derfor skal kølepladematerialet have gode evner til frigivelse af termisk spænding‌.

Endelig påvirker overfladebehandlingen også kølepladens ydeevne. Overfladebehandlingen af ​​kølepladematerialet skal opfylde visse krav til udseende og fysiske og kemiske test for at sikre dets pålidelighed og holdbarhed i praktiske applikationer.

Sammenfattende skal kølepladen, der bruges til emballerede laserchips, have høj termisk ledningsevne, matche chippens termiske udvidelseskoefficient, gode termiske spændingsfrigivelsesevner og passende overfladebehandling for at sikre laserens stabilitet og langsigtede pålidelighed.

‌Kernetrinene ved emballering af umonterede laserchipstænger inkluderer: valg af passende emballagematerialer, design af emballagestrukturen, udførelse af svejsning og limning og optimering af termisk styring.

Først og fremmest er valg af det passende emballagemateriale nøglen til at sikre ydeevnen af ​​den umonterede laserchipbar. For eksempel kan guld-tin-hårdt loddemiddel bruges til at pakke højeffekt galliumnitrid (GaN) blå halvlederlaserstænger, og en kobber-wolfram-overgangskøleplade kan bruges som et bufferlag til at undertrykke emballageresidualspænding. Derudover kan InGaAs/AlGaAs epitaksiale materialesystem også bruges til at designe højeffekt tilspidsede halvlederlaserbar-arrays.

For det andet er en korrekt designet emballagestruktur afgørende for at forbedre ydeevnen af ​​umonterede laserchipstænger. For eksempel kan pakkestrukturen bygges ved hjælp af komponenter som mikrokanalkøleplader, isoleringsfilm og kobbertape for at opnå god termisk styring og strømfordeling.

Dernæst kommer lodde- og limningsprocessen. En højpræcisionsplaceringsmaskine bruges til at eutektisk binde chippen til kobber-wolfram-overgangskølepladen, og svejsetemperaturen, -trykket og -tiden er strengt kontrolleret for at sikre svejsekvaliteten. Eksperimenter viser, at passende svejseparametre kan reducere termisk modstand og tærskelstrøm betydeligt og derved forbedre optisk udgangseffekt og fotoelektrisk konverteringseffektivitet.

Endelig er optimering af termisk styring en vigtig foranstaltning for at sikre langsigtet stabil drift af umonterede laserchipstænger. Ved rationelt at designe kølepladestrukturen og vælge passende materialer kan den termiske modstand effektivt reduceres, varmeafledningseffektiviteten kan forbedres, og levetiden for de umonterede laserchipstænger kan forlænges.

1. Undgå kontaminering: Den umonterede laserstang skal pakkes i et støvfrit og sterilt miljø for at forhindre indtrængen af ​​partikler og mikroorganismer. Disse forurenende stoffer kan påvirke ydeevnen og levetiden af ​​den umonterede laserstang og endda forårsage emballagefejl.

2. Forbedre emballagekvaliteten: Miljøkontrol i renrummet kan sikre, at temperatur, fugtighed og luftgennemstrømning under emballageprocessen er i den bedste tilstand, og derved forbedre emballagekvaliteten og konsistensen. Dette hjælper med at reducere emballagefejl og forbedre den kvalificerede sats af produkter.

3. Forlæng levetiden: Emballering i et rent miljø kan reducere skaderne på den umonterede laserstang af eksterne faktorer og derved forlænge dens levetid. Renrummet reducerer de forureningsproblemer, der kan opstå under emballeringsprocessen ved strengt at kontrollere miljøforholdene, og beskytter stabiliteten og pålideligheden af ​​den umonterede laserstang.

4. Forbedre produktionseffektiviteten: Det effektive filtreringssystem og strengt kontrollerede miljøforhold i renrummet kan reducere produktionsafbrydelser og omarbejdning forårsaget af forurening og derved forbedre den samlede produktionseffektivitet. Derudover kan renrummet også sikre kontinuiteten og stabiliteten af ​​produktionsprocessen, hvilket yderligere forbedrer produktionseffektiviteten.

Strukturelle forskelle:

‌EEL (Edge Emitting Laser): EEL bruger strålingsemission langs akseretningen, det vil sige, at lyset udsendes langs enhedens planretning, normalt med en cylindrisk struktur, og lyset udsender en laserstråle fra siden.

‌VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser): Strukturen af ​​VCSEL er lodret, det vil sige, at lyset er vinkelret på enheden, og lyset udsendes hovedsageligt fra toppen og danner en cirkulær plet.

Emissionstilstand:

‌EEL: Laserstrålen udsendes fra siden gennem en cylindrisk struktur.

‌VCSEL: Overfladeemitterende laser, lyset udsendes hovedsageligt fra toppen.

Pletform:

ÅL: Det udsendte sted er elliptisk.

‌VCSEL: Den udsendte plet er cirkulær.

Ydeevneforskelle:

‌EEL: Den har højere udgangseffekt og energi fra en enkelt laser, velegnet til applikationer med høje energikrav.

‌VCSEL‌: Den har høj intern kvanteeffektivitet og bedre termisk stabilitet og kan opnå høj hastighed, lavt strømforbrug og et bredt temperaturområde.

Anvendelsesområder:

‌EEL‌: Det bruges mest til højhastighedskommunikation, såsom fiberoptisk kommunikation, laserprint, optiske diske og optisk måling og detektion‌.

‌VCSEL‌: Det bruges almindeligvis i optisk sammenkobling af datacenter, lidar, ansigtsgenkendelse, 3D-scanning og andre applikationer.

Sammenfattende har EEL og VCSEL betydelige forskelle i struktur, emissionstilstand, pletform, ydeevne og anvendelsesområder. Brugere kan vælge den passende laserchip efter specifikke behov.

Arbejdet med EEL Edge Emitting Laser-chippen omfatter hovedsageligt følgende trin:

1. Bærerinjektion: Ved at anvende en fremadrettet bias injiceres elektroner fra N-type-området ind i det aktive lag, og huller injiceres fra P-type-området ind i det aktive lag. I det aktive lag rekombinerer elektroner og huller for at generere fotoner. Denne proces ligner en lysemitterende diode (LED), men EEL er at opnå lasere i stedet for almindeligt lys.

2. Stimuleret stråling og lysforstærkning: Fotoner genereret i det aktive lag interagerer med andre exciterede elektroner, hvilket får disse elektroner til at gå over til en lavenergitilstand og udsende flere fotoner med samme fase, frekvens og retning som de oprindelige fotoner. Dette er stimuleret stråling. Når fotoner reflekteres frem og tilbage mellem disse spejle, genereres flere stimulerede strålingsfotoner i det aktive lag, der danner en lysforstærkningsmekanisme i resonanshulrummet.

3. Resonanshulrum og lysforstærkning: Da det aktive lag af EEL er indlejret mellem to parallelle spejle (endeflader), vil disse spejle reflektere nogle fotoner tilbage til det aktive lag. Når fotoner reflekterer frem og tilbage mellem de to spejle, genereres flere stimulerede strålingsfotoner i det aktive lag. Denne gentagne lysforstærkningsproces danner lysforstærkningsmekanismen i resonanshulrummet.

4. Laseroutput‌: Når antallet af fotoner i resonanshulrummet når en vis tærskel, vil nogle fotoner blive udsendt gennem endefladen med lavere reflektivitet for at danne laseroutput. Retningen af ​​laserstrålen af ​​EEL er parallel med overfladen af ​​chippen, så det kaldes en kant-emitterende laser.

Fire kølemetoder

Naturlig konvektionskølepladekøling‌: Denne metode bruger materialer med høj termisk ledningsevne til at fjerne den genererede varme og sprede varmen ved naturlig konvektion. Derudover kan finner også hjælpe med at sprede varme og forbedre varmeoverførselshastigheden i kølesystemet‌.

‌Termiske ledningsevnematerialer‌: Brug materialer med høj varmeledningsevne til at reducere laserens temperatur. Disse materialer kan effektivt lede varme væk og derved bibeholde laserens stabile drift‌.

Baseret på brancheførende halvlederteknologi tilbyder BrandNew en bred vifte af laserchipmuligheder. Nogle af disse muligheder inkluderer bølgelængder fra 450 nm op til 2100 nm, single-emitter laserchip med op til 20W udgangseffekt og single-bar laserchip med op til 600W udgangseffekt og kontinuerlig bølge (CW) og kvasi-kontinuerlig bølge (QCW) ) muligheder. Laserchip og stang fås i forskellige fyldningsfaktorer, stribebredder, stangbredder og hulrumslængder, og tilpassede muligheder kan udvikles til at opfylde dine unikke krav.

Laserchips produceres under den strengeste kvalitetskontrol. Vi arbejder kun med state-of-the-art epitaksi, bearbejdning og facetbelægningsteknologi. Standard loddemetoder anvendes til samling af laserchip. Materialet understøtter både blød lodning (indium) og hård lodning (guld/tin). Standardkonfigurationen af ​​laserchippen er en emitterstruktur adskilt på p-siden. På forespørgsel fås laserchips med kontinuerlig p-side metallisering og tilpassede facetbelægninger, ved brug af lav AR belægninger til samling af eksterne resonatorer.

Brandnew Technology, en af ​​de førende diodelaserproducenter og leverandører i Kina, har en professionel fabrik, der fremstiller laserchip af høj kvalitet og sælger til konkurrencedygtige priser. Velkommen til engrossalg af vores produkter fremstillet i Kina.