Potentzia handiko laserren arloan, laser barrak ezinbesteko osagai nagusiak dira. Ez dira energia-irteeraren oinarrizko unitate gisa balio bakarrik, baita ingeniaritza optoelektroniko modernoaren zehaztasuna eta integrazioa ere gorpuzten dituzte.—ezizena emanez: laser sistemen “motorra”. Baina zer da zehazki laser barra baten egitura, eta nola ematen ditu hamarnaka edo ehunka watt-eko irteera milimetro gutxi batzuetako tamainatik? Artikulu honek laser barren atzean dauden barne arkitektura eta ingeniaritza sekretuak aztertzen ditu.
1. Zer da laser barra bat?
Laser barra substratu bakar batean alboetan kokatutako hainbat laser diodo txipez osatutako potentzia handiko igorle gailu bat da. Bere funtzionamendu printzipioa erdieroale laser bakar baten antzekoa den arren, laser barrak igorle anitzeko diseinua erabiltzen du potentzia optiko handiagoa eta formatu trinkoagoa lortzeko.
Laser barrak oso erabiliak dira industria, medikuntza, zientzia eta defentsa sektoreetan, bai laser iturri zuzen gisa, bai zuntz laserretarako eta egoera solidoko laserretarako ponpaketa iturri gisa.
2. Laser barra baten egitura-konposizioa
Laser barra baten barne egiturak zuzenean zehazten du bere errendimendua. Batez ere, honako osagai nagusi hauek ditu:
1.Igorleen Matrizea
Laser barrek normalean 10 eta 100 igorle (laser barrunbe) dituzte, bata bestearen ondoan jarrita. Igorle bakoitza 50 inguru da.–150μm zabal da eta irabazi-eskualde independente gisa jokatzen du, PN juntura, barrunbe erresonante eta uhin-gida egitura dituena laser argia sortu eta igortzeko. Igorle guztiek substratu bera partekatzen duten arren, normalean elektrikoki paraleloan edo zonifikazio bidez gidatzen dira.
②Erdieroaleen geruza egitura
Laser barraren bihotzean erdieroale geruzen pila bat dago, besteak beste:
- P motako eta N motako geruza epitaxialak (PN lotura osatzen dutenak)
- Geruza aktiboa (adibidez, putzu kuantikoen egitura), emisio estimulatua sortzen duena
- Uhin-gida geruza, moduen kontrola norabide lateral eta bertikaletan bermatuz
- Bragg islatzaileak edo HR/AR estaldurak, laserraren norabide-irteera hobetzen dutenak
③Substratuaren eta Kudeaketa Termikoaren Egitura
Igorleak substratu erdieroale monolitiko batean hazten dira (normalean GaAs). Beroa modu eraginkorrean xahutzeko, laser barra eroankortasun handiko azpieuskarrietan soldatzen da, hala nola kobrea, W-Cu aleazioa edo CVD diamantea, eta bero-hustugailuekin eta hozte-sistema aktiboekin parekatzen da.
④Igorpen-azalera eta kolimazio-sistema
Igorritako izpien dibergentzia-angelu handiak direla eta, laser-barrek normalean mikrolente-multzoak (FAC/SAC) izaten dituzte kolimaziorako eta izpien forma emateko. Aplikazio batzuetarako, optika gehigarriak behar dira...—hala nola lente zilindrikoak edo prismak—Urrutiko eremuko dibergentzia eta izpiaren kalitatea kontrolatzeko erabiltzen dira.
3. Errendimenduan eragina duten egitura-faktore nagusiak
Laser barra baten egiturak funtsezko zeregina du bere egonkortasuna, eraginkortasuna eta bizitza erabilgarria zehazteko orduan. Hainbat alderdi gako hauek dira:
1.Kudeaketa Termikoaren Diseinua
Laser barrek potentzia-dentsitate handia eta bero kontzentratua dute. Erresistentzia termiko baxua ezinbestekoa da, AuSn soldadura edo indio loturaren bidez lortzen dena, mikrokanal hoztearekin konbinatuta beroa uniformeki xahutzeko.
②Habeen Forma eta Lerrokatzea
Igorle anitzekoek koherentzia eskasa eta uhin-frontearen deslerrokatzea izaten dute maiz. Lenteen diseinu eta lerrokatze zehatza funtsezkoak dira eremu urruneko izpiaren kalitatea hobetzeko.
③Estresaren kontrola eta fidagarritasuna
Hedapen termikoaren koefizienteen materialen desadostasunek deformazioak edo mikropitzadurak sor ditzakete. Ontziak tentsio mekanikoa modu uniformean banatzeko eta ziklo termikoak degradaziorik gabe jasateko diseinatu behar dira.
4. Laser barraren diseinuaren etorkizuneko joerak
Potentzia handiagoaren, tamaina txikiagoaren eta fidagarritasun handiagoaren eskaria handitzen den heinean, laser barraren egiturak eboluzionatzen jarraitzen dute. Garapen-norabide nagusien artean daude:
1.Uhin-luzeraren hedapena: 1,5era hedatzeaμm eta erdiko infragorri bandak
②Miniaturizazioa: Gailu trinkoetan eta modulu oso integratuetan erabiltzea ahalbidetzea
③Ontzi adimendunak: Tenperatura sentsoreak eta egoeraren feedback sistemak barneratzea
④Dentsitate handiko pilaketa: Geruzadun matrizeak kilowatt-mailako irteera lortzeko tamaina txikian
5. Ondorioa
bezala"bihotza"Potentzia handiko laser sistemen kasuan, laser barren diseinu estrukturalak zuzenean eragiten dio sistema osoaren errendimendu optikoan, elektrikoan eta termikoan. Milimetro gutxiko zabalerako egitura batean dozenaka igorle integratzeak ez ditu soilik material eta fabrikazio teknika aurreratuak erakusten, baita gaur egungo integrazio maila altua ere adierazten du.'s fotonika industria.
Aurrera begira, laser iturri eraginkor eta fidagarrien eskaria handitzen jarraitzen duen heinean, laser barraren egituran egindako berrikuntzak funtsezkoak izango dira laser industria maila berrietara eramateko.
Baldin eta zuk'Laser barra ontziratzeko, kudeaketa termikoan edo produktuen aukeraketan laguntza aditua behar baduzu, jar zaitez gurekin harremanetan. Guk'Hemen gaude zure aplikazioaren beharretara egokitutako irtenbide pertsonalizatuak eskaintzeko.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 2