Yuqori quvvatli lazerlar sohasida lazer barlari ajralmas asosiy komponentlardir. Ular nafaqat energiya ishlab chiqarishning asosiy birliklari bo'lib xizmat qiladi, balki zamonaviy optoelektronikaning aniqligi va integratsiyasini ham o'z ichiga oladi.—ularga taxallusni qo'lga kiritish: lazer tizimlarining "motori". Ammo lazer panelining tuzilishi qanday va u bir necha millimetr o'lchamdagi o'nlab va hatto yuzlab vatt quvvatni qanday beradi? Ushbu maqola lazer panjara ortidagi ichki arxitektura va muhandislik sirlarini o'rganadi.
1. Lazer paneli nima?
Lazer paneli - bu bitta substratda yonma-yon joylashgan bir nechta lazerli diodli chiplardan tashkil topgan yuqori quvvatli nurlantiruvchi qurilma. Uning ishlash printsipi bitta yarimo'tkazgichli lazernikiga o'xshash bo'lsa-da, lazer paneli yuqori optik quvvat va yanada ixcham shakl faktoriga erishish uchun ko'p emitentli sxemadan foydalanadi.
Lazer majmuasi sanoat, tibbiyot, ilmiy va mudofaa sohalarida to'g'ridan-to'g'ri lazer manbalari yoki tolali lazerlar va qattiq holatdagi lazerlar uchun nasos manbalari sifatida keng qo'llaniladi.
2. Lazer barining strukturaviy tarkibi
Lazer panelining ichki tuzilishi uning ishlashini bevosita belgilaydi. U birinchi navbatda quyidagi asosiy tarkibiy qismlardan iborat:
①Emitentlar qatori
Lazer majmuasi odatda yonma-yon joylashgan 10 dan 100 gacha emitentlardan (lazer bo'shliqlari) iborat. Har bir emitent 50 ga yaqin-150μm kengligida va lazer nurini yaratish va chiqarish uchun PN birikmasi, rezonans bo'shlig'i va to'lqin o'tkazgich strukturasiga ega bo'lgan mustaqil daromad mintaqasi sifatida ishlaydi. Barcha emitentlar bir xil substratga ega bo'lsa-da, ular odatda parallel ravishda yoki zonalar bo'yicha elektr bilan boshqariladi.
②Yarimo'tkazgich qatlamining tuzilishi
Lazer panelining markazida yarimo'tkazgichli qatlamlar to'plami mavjud, jumladan:
- P tipidagi va N tipidagi epitaksial qatlamlar (PN birikmasini hosil qiluvchi)
- faol qatlam (masalan, kvant quduq strukturasi), u stimulyatsiya qilingan emissiyani hosil qiladi
- lateral va vertikal yo'nalishlarda rejimni boshqarishni ta'minlaydigan to'lqinli qatlam
- Lazerning yo'nalishli chiqishini yaxshilaydigan Bragg reflektorlari yoki HR/AR qoplamalari
③Substrat va issiqlik boshqaruvi tuzilmasi
Emitentlar monolit yarimo'tkazgichli substratda (odatda GaAs) o'stiriladi. Samarali issiqlik tarqalishi uchun lazer paneli mis, W-Cu qotishmasi yoki CVD olmos kabi yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan qismlarga lehimlanadi va issiqlik qabul qiluvchilar va faol sovutish tizimlari bilan birlashtiriladi.
④Emissiya yuzasi va kollimatsiya tizimi
Chiqarilgan nurlarning katta farqlanish burchaklari tufayli lazer novdalari odatda kollimatsiya va nurni shakllantirish uchun mikro-linzali massivlar (FAC/SAC) bilan jihozlangan. Muayyan ilovalar uchun qo'shimcha optika—silindrsimon linzalar yoki prizmalar kabi—uzoqdagi divergensiyani va nur sifatini nazorat qilish uchun ishlatiladi.
3. Samaradorlikka ta’sir etuvchi asosiy tuzilmaviy omillar
Lazer panelining tuzilishi uning barqarorligi, samaradorligi va xizmat muddatini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Bir nechta asosiy jihatlarga quyidagilar kiradi:
①Issiqlik boshqaruvi dizayni
Lazer majmuasi yuqori quvvat zichligi va konsentrlangan issiqlik bilan ajralib turadi. Past issiqlik qarshiligi juda muhim, AuSn lehimlash yoki indiy bog'lash orqali erishiladi, bir xil issiqlik tarqalishi uchun mikrokanal sovutish bilan birlashtiriladi.
②Nurni shakllantirish va tekislash
Ko'p emitentlar ko'pincha yomon muvofiqlik va to'lqin frontining noto'g'ri hizalanishidan aziyat chekishadi. Ob'ektivning aniq dizayni va hizalanishi uzoq masofali nur sifatini yaxshilash uchun juda muhimdir.
③Stressni nazorat qilish va ishonchlilik
Termal kengayish koeffitsientlaridagi materialning mos kelmasligi egri yoki mikro yoriqlarga olib kelishi mumkin. Qadoqlash mexanik kuchlanishni teng ravishda taqsimlash va degradatsiyaga uchramasdan termal tsiklga bardosh berish uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak.
4. Lazerli shtrix dizaynining kelajakdagi tendentsiyalari
Yuqori quvvatga, kichikroq o'lchamlarga va katta ishonchlilikka bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, lazer novda tuzilmalari rivojlanishda davom etmoqda. Rivojlanishning asosiy yo'nalishlariga quyidagilar kiradi:
①To'lqin uzunligini kengaytirish: 1,5 ga uzaytirishμm va o'rta infraqizil chiziqlar
②Miniatyuralashtirish: ixcham qurilmalarda va yuqori darajada integratsiyalashgan modullarda foydalanish imkonini beradi
③Smart Packaging: Harorat sensorlari va holatni qayta tiklash tizimlarini o'z ichiga oladi
④Yuqori zichlikdagi stacking: ixcham maydonda kilovatt darajasida ishlab chiqarishga erishish uchun qatlamli massivlar
5. Xulosa
Sifatida"yurak”yuqori quvvatli lazer tizimlari, lazer barlarining strukturaviy dizayni umumiy tizimning optik, elektr va issiqlik ko'rsatkichlariga bevosita ta'sir qiladi. O'nlab emitentlarni atigi millimetrli strukturaga integratsiya qilish nafaqat ilg'or materiallar va ishlab chiqarish texnikasini namoyish etadi, balki bugungi kunda yuqori darajadagi integratsiyani ham ifodalaydi.'fotonik sanoati.
Oldinga qarab, samarali, ishonchli lazer manbalariga bo'lgan talab o'sishda davom etar ekan, lazer paneli tuzilishidagi innovatsiyalar lazer sanoatini yangi cho'qqilarga ko'tarishda asosiy omil bo'lib qoladi.
Agar siz'lazerli shtrixli qadoqlash, issiqlik boshqaruvi yoki mahsulotni tanlash bo'yicha mutaxassis yordamini qidirsangiz, biz bilan bog'laning. Biz'Sizning maxsus dastur ehtiyojlaringizga mos keladigan moslashtirilgan echimlarni taqdim etish uchun shu yerdasiz.
Yuborilgan vaqt: 2025-02-iyul