Klasifikasi tumpukan dioda laser daya tinggi

Tumpukan dioda laser berdaya tinggiadalah perangkat yang terdiri dari beberapa dioda laser daya tinggi. Ukurannya kecil dan efisiensi tinggi. Mereka banyak digunakan dalam pemrosesan industri (seperti pemotongan dan pengelasan), bedah medis, penelitian ilmiah, dan pertahanan nasional. Keuntungan utama mereka meliputi: ukuran kompak, daya scalable hingga kisaran multi-kW. Konfigurasi semacam itu biasanya digunakan dalam pemompaan laser solid state, aplikasi energi terarah seperti penghilangan rambut, dan pemrosesan bahan.

1. Klasifikasi berdasarkan struktur dan bentuk pengemasan
① Tumpukan vertikal
Tumpukan vertikal batang tunggal: terdiri dari bilah dioda tunggal, dan daya output yang lebih tinggi dicapai dengan menumpuk beberapa batang dalam arah vertikal. Setiap batang berisi beberapa chip dioda laser, yang terhubung secara elektrik secara seri atau paralel untuk memberikan kapasitas daya arus yang lebih besar dan output daya yang lebih tinggi.
Tumpukan vertikal multi-bar: Untuk lebih meningkatkan daya, beberapa batang dapat ditumpuk secara vertikal. Struktur ini dapat mencapai kepadatan daya yang sangat tinggi di ruang yang lebih kecil, tetapi juga membawa tantangan disipasi panas yang lebih besar. Karena beberapa batang diatur secara ketat, menjadi sulit untuk melakukan dan menghilangkan panas dalam arah vertikal, dan teknologi disipasi panas yang lebih efisien diperlukan untuk memastikan operasi peralatan yang stabil.

Fitur: Fitur utama dari struktur penumpukan vertikal adalah kepadatan daya tinggi, yang dapat menghasilkan daya laser yang lebih besar di ruang terbatas. Namun, struktur ini juga menghadapi tantangan disipasi panas yang parah, karena ketika jumlah lapisan penumpukan meningkat, resistensi perpindahan panas dalam arah vertikal meningkat, yang dapat dengan mudah menyebabkan kepanasan lokal dan mempengaruhi kinerja dan umur dioda laser.
②Shorizontal Array
Susunan linier dan ekspansi dua dimensi: Array horizontal mengacu pada mengatur batang dioda laser atau unit pemancar cahaya lainnya dalam arah horizontal untuk membentuk struktur array linier atau dua dimensi. Pengaturan linier adalah bentuk yang paling mendasar, dan kekuatan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan jumlah batang; Sementara ekspansi dua dimensi diatur dalam arah horizontal dan vertikal, lebih lanjut memperluas area pemancar cahaya dan output daya.
Fitur: Keuntungan dari struktur array horizontal adalah optimasi keseragaman dan fleksibilitas pembentukan spot. Karena unit pemancar cahaya lebih merata dalam arah horizontal, lebih mudah untuk mencapai keseragaman dan kontrol stabilitas balok. Selain itu, dengan menyesuaikan tata letak array dan desain elemen optik, bentuk dan ukuran tempat dapat diubah secara fleksibel untuk memenuhi kebutuhan skenario aplikasi yang berbeda.

Struktur Struktur Kemasan Hybrid
Gabungan Solusi Komposit Desain Vertikal dan Horizontal: Untuk memenuhi kebutuhan daya yang lebih tinggi dan aplikasi yang lebih kompleks, struktur kemasan hibrida yang menggabungkan desain vertikal dan horizontal kadang -kadang digunakan. Struktur ini mempertahankan keunggulan kepadatan daya tinggi dari penumpukan vertikal dan memiliki keseragaman dan fleksibilitas pembentukan spot dari array horizontal. Dengan merancang proporsi dan tata letak bagian vertikal dan horizontal, keseimbangan daya, efisiensi, dan kualitas balok terbaik dapat dicapai.
Kasus Aplikasi: Sistem kopling serat adalah kasus aplikasi khas dari struktur pengemasan hibrida. Dalam sistem ini, tumpukan dioda laser yang ditumpuk secara vertikal digunakan sebagai sumber cahaya, dan laser yang dihasilkan digabungkan ke dalam serat optik melalui perangkat kopling optik. Serat optik tidak hanya dapat mentransmisikan laser, tetapi juga bentuk lebih lanjut dan menyaring balok, sehingga meningkatkan kualitas balok dan efisiensi transmisi. Struktur ini banyak digunakan dalam pemrosesan material, komunikasi, perawatan medis dan bidang lainnya, dan telah memainkan peran penting dalam mempromosikan pengembangan industri terkait.

2. Klasifikasi berdasarkan panjang gelombang dan karakteristik output
① Band inframerah dekat (700–1100 nm) -755 nm\/ 808nm\/ 940nm\/ 1064nm Laser Diode Stacks
Aplikasi Khas: Di bidang pemrosesan material, tumpukan dioda laser dalam pita ini dapat digunakan untuk pemotongan, pengelasan dan perlakuan permukaan bahan seperti logam dan plastik. Panjang gelombangnya dapat diserap dengan baik oleh banyak bahan, sehingga mencapai pemrosesan yang efisien. Misalnya, dalam pembuatan mobil, ini digunakan untuk pengelasan lembaran logam badan mobil; Dalam industri elektronik, digunakan untuk memotong dan mengelas papan sirkuit. Dalam hal pemompaan laser solid-state, dapat digunakan sebagai sumber pompa untuk menyediakan energi untuk laser solid-state, seperti untuk memompa laser solid-state seperti ND: YAG. Cahaya yang dihasilkan oleh tumpukan dioda laser digabungkan dengan media penguatan laser solid-state melalui metode kopling yang sesuai untuk meningkatkan daya output dan efisiensi laser solid-state.

② Pita inframerah tengah (1,5–2 μm)
Aplikasi: Dalam hal deteksi gas, karena banyak molekul gas memiliki puncak penyerapan karakteristik pada pita inframerah tengah, tumpukan dioda laser dalam pita ini dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan dan konsentrasi gas spesifik, seperti memantau gas berbahaya di lingkungan dan komponen gas dalam proses produksi industri. Di bidang operasi medis, ini dapat digunakan untuk operasi seperti pemotongan jaringan dan koagulasi. Karakteristik penetrasi dan penyerapan panjang gelombangnya untuk jaringan biologis memberikannya keuntungan dalam beberapa skenario bedah tertentu, seperti operasi oftalmik tertentu dan operasi jaringan lunak.
③ Pita cahaya tampak (400–700 nm)
Aplikasi: Di ​​bidang teknologi tampilan, dapat digunakan untuk perangkat tampilan laser, seperti TV laser dan proyektor laser, untuk mencapai tampilan gambar saturasi resolusi tinggi dan warna tinggi dengan memodulasi balok laser dari berbagai warna. Dalam pencitraan biologis, dapat digunakan untuk pencitraan sel, pencitraan jaringan, dll. Untuk membantu ahli biologi mempelajari struktur dan fungsi sampel biologis. Karena panjang gelombang pendek cahaya yang terlihat, ia dapat memberikan resolusi spasial yang lebih tinggi.
④ Tumpukan panjang gelombang yang dapat disewa
Teknologi Penyesuaian Dinamis Gelombang (seperti umpan balik kisi eksternal): Dengan mengadopsi teknologi seperti umpan balik kisi eksternal, panjang gelombang laser dapat disesuaikan secara dinamis. Tumpukan panjang gelombang yang dapat merdu ini memiliki fleksibilitas yang lebih besar dalam skenario aplikasi yang berbeda. Sebagai contoh, dalam percobaan analisis spektral, laser dari panjang gelombang yang berbeda dapat dipilih secara akurat untuk menggairahkan sampel sesuai kebutuhan untuk mendapatkan informasi spektral yang lebih kaya; Dalam sistem komunikasi multi-gelombang, ia dapat mencapai switching fleksibel dan alokasi panjang gelombang, meningkatkan kapasitas dan kinerja sistem komunikasi.

3. Klasifikasi dengan Metode Pendinginan
① Pendinginan microchannel
Keuntungan Prinsip dan Efisiensi: Pendinginan microchannel menciptakan saluran cair kecil di dekat tumpukan dioda laser, memungkinkan pendingin untuk bersirkulasi di saluran ini untuk menghilangkan panas. Metode pendinginan ini memiliki kemampuan pertukaran panas yang efisien karena saluran kecil dapat meningkatkan area kontak antara pendingin dan sumber panas, sehingga meningkatkan efisiensi disipasi panas. Pendingin dapat dengan cepat mentransfer panas dari dioda laser selama proses aliran, menjaga tumpukan pada tingkat suhu yang lebih rendah dan memastikan operasinya yang stabil.
Aplikasi Adegan Daya Tinggi Industri: Dalam Skenario Aplikasi Daya Tinggi Industri, seperti pemotongan laser daya tinggi, pengelasan dan peralatan pemrosesan lainnya, tumpukan dioda laser akan menghasilkan banyak panas. Pendinginan cairan microchannel dapat secara efektif mengatasi beban panas yang tinggi ini dan memastikan kinerja dan keandalan peralatan di bawah operasi daya tinggi jangka panjang. Misalnya, dalam lokakarya pemrosesan logam besar, tumpukan dioda laser menggunakan pendinginan cair microchannel dapat memberikan sumber cahaya yang stabil untuk peralatan pemotongan laser presisi tinggi, memastikan kualitas pemotongan dan efisiensi.

②Thermoelectric Cooling (TEC)
Skenario yang membutuhkan kontrol suhu yang tepat (seperti instrumen penelitian ilmiah): Pendinginan termoelektrik menggunakan efek peltier dari bahan semikonduktor. Ketika arus melewati loop yang terdiri dari dua logam atau semikonduktor yang berbeda, penyerapan panas atau pelepasan panas terjadi pada simpul. Dengan mengendalikan arah dan besarnya arus, tumpukan dioda laser dapat dikontrol secara tepat. Metode pendinginan ini dapat memberikan lingkungan suhu yang sangat stabil. Untuk beberapa instrumen penelitian ilmiah yang membutuhkan akurasi suhu yang sangat tinggi, seperti spektrometer dan sensor presisi tinggi, tumpukan dioda laser yang didinginkan secara termoelektrik dapat memastikan bahwa kinerja instrumen tidak dipengaruhi oleh fluktuasi suhu, sehingga meningkatkan keakuratan dan keandalan pengukuran.
③AIR Pendinginan dan pendinginan konveksi alami
Penerapan perangkat portabel berdaya rendah: Pendinginan udara adalah untuk memaksa aliran udara melalui kipas untuk menghilangkan panas yang dihasilkan oleh tumpukan dioda laser; Pendinginan konveksi alami bergantung pada konveksi yang disebabkan oleh perbedaan suhu alami udara untuk menghilangkan panas. Dua metode pendinginan ini tidak memerlukan sistem pendingin dan pendingin yang kompleks, dan memiliki struktur sederhana dan biaya rendah. Untuk perangkat portabel berdaya rendah, seperti pengunjung laser kecil dan proyektor laser portabel, pendinginan udara dan pendinginan konveksi alami dapat memenuhi persyaratan disipasi panas sambil mempertahankan portabilitas dan kesederhanaan perangkat. Mereka dapat secara efektif menghilangkan panas selama operasi perangkat, mencegah tumpukan dioda laser agar tidak rusak karena terlalu panas, sementara tidak menempatkan terlalu banyak beban tambahan pada perangkat.

4. Klasifikasi berdasarkan daya output dan mode mengemudi
① tumpukan laser gelombang kontinu (CW)
Power Range (seratus watt ke kilowatt):Tumpukan laser gelombang kontinu dapat mengeluarkan laser kontinu dan stabil, dan rentang daya mereka dapat memanjang dari tingkat seratus watt ke tingkat kilowatt. Rentang daya yang luas ini memungkinkannya untuk memenuhi kebutuhan skenario aplikasi yang berbeda. Misalnya, dalam pemrosesan industri, untuk beberapa tugas seperti pemotongan material dan pengelasan yang membutuhkan daya yang lebih tinggi tetapi tidak memiliki kebutuhan daya yang sangat tinggi, seratus watt laser laser laser berkelanjutan dapat kompeten; Sementara dalam beberapa produksi industri skala besar atau percobaan penelitian ilmiah dengan kebutuhan daya tinggi, tumpukan laser gelombang kontinu tingkat kilowatt diperlukan untuk menyediakan energi yang cukup.
Persyaratan stabilitas jangka panjang:Karena tumpukan laser gelombang kontinu perlu terus-menerus mengeluarkan laser stabil untuk waktu yang lama, ia memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk stabilitas jangka panjangnya. Dalam proses produksi industri, peralatan perlu berjalan untuk waktu yang lama. Jika daya output dari tumpukan laser tidak stabil, itu akan menyebabkan fluktuasi dalam kualitas pemrosesan dan mempengaruhi konsistensi dan laju produk yang memenuhi syarat. Di bidang penelitian ilmiah, seperti eksperimen fisik jangka panjang atau analisis kimia, tumpukan laser juga diperlukan untuk mempertahankan output yang stabil untuk memastikan keakuratan dan keandalan data eksperimental. Untuk memenuhi persyaratan stabilitas jangka panjang, serangkaian tindakan biasanya diperlukan selama proses desain dan pembuatan, seperti mengoptimalkan sistem disipasi panas, memilih bahan berkualitas tinggi, dan melakukan kemasan yang ketat.
② tumpukan laser pulsa
Pulsa pendek (tingkat nanosecond) dan ultrashort pulsa (level picosecond\/femtosecond):Tumpukan laser pulsa dapat menghasilkan output laser pulsa pendek, yang dapat dibagi menjadi pulsa pendek (level nanosecond) dan ultrashort pulsa (level picosecond\/femtosecond) sesuai dengan lebar pulsa. Lebar pulsa yang dihasilkan oleh tumpukan laser pulsa pendek berada pada tingkat nanosecond. Laser pulsa ini memiliki daya puncak yang tinggi dan cocok untuk beberapa adegan dengan persyaratan tinggi untuk pemrosesan akurasi dan kecepatan, seperti pemotongan presisi dan pengeboran bahan logam tertentu. Lebar nadi dari tumpukan laser pulsa ultrashort mencapai level picosecond atau bahkan femtosecond. Ini ditandai oleh zona yang sangat rendah yang terkena dampak panas dan dapat memproses bahan tanpa menyebabkan kerusakan termal yang jelas. Oleh karena itu, ia memiliki aplikasi penting dalam bidang pemrosesan presisi seperti manufaktur chip semikonduktor dan pemotongan kaca.
Aplikasi:Pemesinan presisi, LIDAR: dalam pemesinan presisi, presisi tinggi dan kepadatan energi tinggi dari tumpukan laser berdenyut memungkinkan mereka untuk mencapai pemesinan berbagai bahan, seperti pembuatan komponen elektronik kecil di industri elektronik dan memproses lensa optik di bidang optik. Di bidang lidar, tumpukan laser berdenyut digunakan sebagai sumber emisi untuk mendeteksi informasi jarak dan posisi target dengan memancarkan pulsa pendek atau pulsa ultrashort laser dan kemudian menerima sinyal cahaya yang dipantulkan. Karena karakteristik laser berdenyut, pengukuran jarak presisi tinggi dan pengenalan target dapat dicapai, dan mereka banyak digunakan dalam mengemudi otonom, kedirgantaraan dan bidang lainnya.

Klasifikasi tumpukan dioda laser berdaya tinggi mencakup struktur dan pengemasan (susunan vertikal, susunan horizontal, kemasan hibrida), panjang gelombang dan karakteristik output (dekat dengan pembunuhan inframerah, pendingin udara, pendingin udara, pendingin microchannel, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, dan pendingin, dan pendingin, dan pendingin, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara, pendingin udara. Skenario (Manufaktur Industri, Biologi Medis, Penelitian Ilmiah dan Pertahanan Nasional). Saat memilih teknologi, perlu untuk secara komprehensif mempertimbangkan kebutuhan daya, rentang panjang gelombang, kondisi disipasi panas, lingkungan aplikasi dan efektivitas biaya. Misalnya, pemrosesan daya tinggi industri memberikan prioritas pada penumpukan vertikal atau struktur pengemasan hibrida dengan pendinginan cairan microchannel; Operasi medis presisi dapat memilih tumpukan dengan pita inframerah-dekat atau mid-inframerah dan kontrol suhu yang tepat; Di bidang penelitian ilmiah, tumpukan panjang gelombang yang dapat disetel atau spesifik dipilih sesuai dengan kebutuhan eksperimental tertentu, dan dikombinasikan dengan mode pendinginan dan mengemudi yang tepat untuk memastikan operasi stabil jangka panjang.

Informasi Kontak:

Jika Anda punya ide, jangan ragu untuk berbicara dengan kami. Di mana pun pelanggan kami berada dan apa persyaratan kami, kami akan mengikuti tujuan kami untuk memberi pelanggan kami dengan kualitas tinggi, harga rendah, dan layanan terbaik.