| 캡슐화 솔더 다이오드 레이저 바 스택 | AuSn 포장 |
| 중심 파장 | 1064nm |
| 출력 전력 | ≥55W |
| 작동 전류 | ≤30A |
| 작동 전압 | ≤24V |
| 작업 모드 | CW |
| 캐비티 길이 | 900mm |
| 출력 미러 | 티 = 20% |
| 수온 | 25±3℃ |
빠른 게시물을 위해 소셜 미디어를 구독하세요
추상적인
CW(연속파) 다이오드 펌프 레이저 모듈에 대한 수요가 고체 레이저의 필수 펌핑 소스로서 빠르게 증가하고 있습니다. 이 모듈은 고체 레이저 응용 분야의 특정 요구 사항을 충족하는 독보적인 장점을 제공합니다. LumiSpot Tech의 CW 다이오드 펌프 시리즈 신제품인 G2 - 다이오드 펌프 고체 레이저는 더 넓은 응용 분야와 더 나은 성능을 제공합니다.
이 글에서는 CW 다이오드 펌프 고체 레이저의 제품 응용 분야, 특징, 그리고 장점에 중점을 둔 내용을 다룹니다. 글의 마지막 부분에서는 Lumispot Tech의 CW DPL 테스트 보고서와 당사의 특별한 장점들을 설명하겠습니다.
응용 분야
고출력 반도체 레이저는 주로 고체 레이저의 펌프 광원으로 사용됩니다. 실제 응용 분야에서는 반도체 레이저 다이오드 펌핑 광원이 레이저 다이오드 펌핑 고체 레이저 기술을 최적화하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
이 유형의 레이저는 기존의 크립톤이나 제논 램프 대신 고정 파장 출력을 가진 반도체 레이저를 사용하여 크리스털을 펌핑합니다. 따라서 이 업그레이드된 레이저를 2라고 합니다.nd높은 효율, 긴 수명, 좋은 빔 품질, 좋은 안정성, 소형화 및 소형화의 특성을 가진 CW 펌프 레이저(G2-A) 세대입니다.
고출력 펌핑 능력
CW 다이오드 펌프 소스는 강력한 광 에너지 속도를 제공하여 고체 레이저의 이득 매질을 효과적으로 펌핑하여 고체 레이저의 최고 성능을 구현합니다. 또한, 비교적 높은 피크 전력(또는 평균 전력)으로 다양한 분야에 적용 가능합니다.산업, 의학, 과학.
뛰어난 빔과 안정성
연속파(CW) 반도체 펌핑 레이저 모듈은 뛰어난 빔 품질을 제공하며, 자발적으로 안정성을 유지하여 제어 가능한 정밀 레이저 광 출력을 구현하는 데 필수적입니다. 이 모듈은 명확하고 안정적인 빔 프로파일을 생성하도록 설계되어 고체 레이저의 안정적이고 일관된 펌핑을 보장합니다. 이러한 특징은 산업 재료 가공 분야의 레이저 적용 요구를 완벽하게 충족합니다. 레이저 커팅, 그리고 R&D.
연속파 운전
CW 작동 모드는 연속 파장 레이저와 펄스 레이저의 장점을 모두 결합한 것입니다. CW 레이저와 펄스 레이저의 주요 차이점은 출력입니다.CW 연속파 레이저라고도 불리는 레이저는 안정적인 작동 모드와 연속파를 보낼 수 있는 특성을 가지고 있습니다.
컴팩트하고 안정적인 디자인
CW DPL은 현재에 쉽게 통합될 수 있습니다.고체 레이저컴팩트한 디자인과 구조에 따라 달라집니다. 견고한 구조와 고품질 부품은 장기적인 신뢰성을 보장하고 가동 중단 시간과 유지 보수 비용을 최소화합니다. 이는 특히 산업 제조 및 의료 시술에서 매우 중요합니다.
DPL 시리즈의 시장 수요 증가 - 시장 기회 확대
다양한 산업 분야에서 고체 레이저에 대한 수요가 지속적으로 확대됨에 따라, 연속파(CW) 다이오드 펌핑 레이저 모듈과 같은 고성능 펌핑 소스에 대한 수요 또한 증가하고 있습니다. 제조, 의료, 국방, 과학 연구 등의 산업은 정밀 응용 분야에 고체 레이저를 사용합니다.
요약하자면, 고체 레이저의 다이오드 펌핑 소스로서, 고출력 펌핑 성능, 연속파(CW) 작동 모드, 탁월한 빔 품질 및 안정성, 그리고 컴팩트한 구조 설계라는 제품의 특성은 이러한 레이저 모듈에 대한 시장 수요를 증가시키고 있습니다. 공급업체인 루미스팟 테크는 DPL 시리즈에 적용되는 성능과 기술의 최적화에도 많은 노력을 기울이고 있습니다.
Lumispot Tech의 G2-A DPL 제품 번들 세트
각 제품 세트에는 수평으로 쌓은 배열 모듈 3개 그룹이 들어 있으며, 각 수평 쌓은 배열 모듈 그룹은 약 100W@25A의 전력을 펌핑하고, 전체 펌핑 전력은 300W@25A입니다.
G2-A 펌프 형광 반점은 아래와 같습니다.
G2-A 다이오드 펌프 고체 레이저의 주요 기술 데이터:
기술 분야의 강점
1. 과도 열 관리 기술
반도체 펌핑 고체 레이저는 높은 피크 출력을 갖는 준연속파(CW) 및 높은 평균 출력을 갖는 연속파(CW) 응용 분야에 널리 사용됩니다. 이러한 레이저에서 방열판의 높이와 칩 간 거리(즉, 기판과 칩의 두께)는 제품의 방열 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 칩 간 거리가 멀수록 방열 성능은 향상되지만 제품 부피는 증가합니다. 반대로 칩 간격을 줄이면 제품 크기는 줄어들지만 방열 성능이 부족할 수 있습니다. 방열 요구 사항을 충족하는 최적의 반도체 펌핑 고체 레이저를 설계하기 위해 가장 작은 부피를 활용하는 것은 설계 과정에서 어려운 작업입니다.
정상 상태 열 시뮬레이션 그래프
루미스팟 테크는 유한요소법을 적용하여 소자의 온도장을 시뮬레이션하고 계산합니다. 열 시뮬레이션에는 고체 열전달 정상 상태 열 시뮬레이션과 액체 온도 열 시뮬레이션을 조합하여 사용합니다. 아래 그림과 같이 연속 작동 조건에서, 제품은 고체 열전달 정상 상태 열 시뮬레이션 조건에서 최적의 칩 간격과 배열을 갖도록 제안됩니다. 이러한 간격과 구조에서 제품은 우수한 방열 성능, 낮은 피크 온도, 그리고 가장 컴팩트한 특성을 보입니다.
2.AuSn 솔더캡슐화 공정
루미스팟 테크는 기존 인듐 솔더 대신 AnSn 솔더를 사용하는 패키징 기술을 통해 인듐 솔더로 인한 열 피로, 일렉트로마이그레이션, 그리고 전기-열 마이그레이션 문제를 해결합니다. AuSn 솔더를 채택함으로써 당사는 제품의 신뢰성과 수명을 향상시키고자 합니다. 이러한 대체는 일정한 바 스택 간격을 유지하면서 수행되어 제품 신뢰성과 수명 향상에 더욱 기여합니다.
고출력 반도체 펌핑 고체 레이저의 패키징 기술에서 인듐(In) 금속은 낮은 용융점, 낮은 용접 응력, 용이한 작동, 그리고 우수한 소성 변형 및 침투 특성으로 인해 많은 국제 제조업체에서 용접 재료로 채택되어 왔습니다. 그러나 연속 작동 조건에서 반도체 펌핑 고체 레이저의 경우, 교번 응력으로 인해 인듐 용접층에 응력 피로가 발생하여 제품 파손으로 이어질 수 있습니다. 특히 고온 및 저온, 긴 펄스 폭에서 인듐 용접의 불량률은 매우 두드러집니다.
다양한 솔더 패키지를 사용한 레이저의 가속 수명 테스트 비교
600시간의 노화 후, 인듐 솔더로 캡슐화된 모든 제품은 실패했지만, 금 주석으로 캡슐화된 제품은 전력에 거의 변화가 없이 2,000시간 이상 작동했습니다. 이는 AuSn 캡슐화의 장점을 보여줍니다.
고출력 반도체 레이저의 신뢰성을 향상시키고 다양한 성능 지표의 일관성을 유지하기 위해 Lumispot Tech는 새로운 유형의 패키징 소재로 하드 솔더(AuSn)를 채택했습니다. 열팽창계수 매칭 기판 소재(CTE-Matched Submount)를 사용하면 열 응력을 효과적으로 완화할 수 있으며, 하드 솔더 제조 과정에서 발생할 수 있는 기술적 문제에 대한 효과적인 해결책이 될 수 있습니다. 기판 소재(서브마운트)가 반도체 칩에 납땜되기 위한 필수 조건은 표면 금속화입니다. 표면 금속화는 기판 소재 표면에 확산 방지층과 솔더 침투층을 형성하는 것입니다.
인듐 솔더에 캡슐화된 레이저의 전기 이동 메커니즘의 개략도
고출력 반도체 레이저의 신뢰성을 향상시키고 다양한 성능 지표의 일관성을 유지하기 위해 Lumispot Tech는 새로운 유형의 패키징 소재로 하드 솔더(AuSn)를 채택했습니다. 열팽창계수 매칭 기판 소재(CTE-Matched Submount)를 사용하면 열 응력을 효과적으로 완화할 수 있으며, 하드 솔더 제조 과정에서 발생할 수 있는 기술적 문제에 대한 효과적인 해결책이 될 수 있습니다. 기판 소재(서브마운트)가 반도체 칩에 납땜되기 위한 필수 조건은 표면 금속화입니다. 표면 금속화는 기판 소재 표면에 확산 방지층과 솔더 침투층을 형성하는 것입니다.
그 목적은 한편으로는 기판 소재로의 솔더 확산을 차단하고, 다른 한편으로는 기판 소재의 용접성을 강화하여 캐비티의 솔더층 형성을 방지하는 것입니다. 표면 금속화는 기판 소재 표면 산화 및 수분 침투를 방지하고, 용접 공정에서 접촉 저항을 줄여 용접 강도와 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 반도체 펌핑 고체 레이저의 용접 재료로 경질 솔더인 AuSn을 사용하면 인듐 응력 피로, 산화, 전열 이동 등의 결함을 효과적으로 방지하여 반도체 레이저의 신뢰성과 레이저 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다. 금-주석 캡슐화 기술을 사용하면 인듐 솔더의 일렉트로마이그레이션 및 전열 이동 문제를 해결할 수 있습니다.
Lumispot Tech의 솔루션
연속 또는 펄스 레이저에서 펌프 복사선의 레이저 매질 흡수와 매질의 외부 냉각으로 인해 발생하는 열은 레이저 매질 내부의 온도 분포를 불균일하게 만들고, 이로 인해 온도 구배가 발생하여 매질의 굴절률이 변화하고 다양한 열 효과가 발생합니다. 이득 매질 내부의 열 증착은 열 렌즈 효과와 열 유도 복굴절 효과를 유발하여 레이저 시스템에 특정 손실을 발생시키고, 이는 공동 내 레이저의 안정성과 출력 빔의 품질에 영향을 미칩니다. 연속적으로 작동하는 레이저 시스템에서는 펌프 전력이 증가함에 따라 이득 매질의 열 응력이 변화합니다. 시스템 내의 다양한 열 효과는 더 나은 빔 품질과 더 높은 출력을 얻기 위해 전체 레이저 시스템에 심각한 영향을 미치며, 이는 해결해야 할 문제 중 하나입니다. 작동 과정에서 결정의 열 효과를 효과적으로 억제하고 완화하는 방법은 과학자들이 오랫동안 고민해 온 문제이며, 현재 연구의 주요 주제 중 하나가 되었습니다.
열 렌즈 공동을 갖춘 Nd:YAG 레이저
고출력 LD 펌핑 Nd:YAG 레이저 개발 프로젝트에서는 열 렌즈 공동을 갖춘 Nd:YAG 레이저의 문제점을 해결하여 모듈이 높은 빔 품질을 얻는 동시에 높은 출력을 얻을 수 있도록 했습니다.
고출력 LD 펌핑 Nd:YAG 레이저를 개발하는 프로젝트에서 Lumispot Tech는 G2-A 모듈을 개발했습니다. 이 모듈은 열 렌즈가 포함된 공동으로 인해 발생하는 낮은 출력 문제를 크게 해결하여 모듈이 높은 빔 품질로 높은 출력을 얻을 수 있게 해줍니다.
게시 시간: 2023년 7월 24일