垂直積層型半導体レーザー

垂直積層レーザー ダイオードは、垂直に配置された多数のダイオード レーザー バーで構成され、それぞれが直列に動作します。この配置により、設置面積が小さくなり、よりコンパクトな設計が可能になります。さらに、ビーム整形光学系をダイオードスタックに取り付けて、ビーム整形およびコリメーションレンズを使用して、個々の出力ビームを単一の高出力ビームに集束させることができます（直接ダイオードレーザーの場合と同様）。

マクロチャンネル

マイクロチャネル

VCSEL スタック

BrandNew の垂直積層レーザー ダイオードは、コリメート機能を備えた高出力のアクティブ冷却レーザー スタックで、固体レーザーやファイバー レーザーのポンピング、材料加工などの用途向けに設計されています。垂直積層レーザー ダイオードは、レーザー脱毛、レーザーに使用される重要なコンポーネントです。いくつか例を挙げると、皮膚の表面再形成、しわの軽減、眼科、光線力学療法などがあります。

垂直スタック レーザー アレイは、半導体科学と特殊な半導体材料を使用してレーザー光を生成することによって機能します。レーザー ダイオードでは、この材料は緩和電子より励起電子の方が多くなるように作られており、垂直スタック レーザー アレイが静まると励起電子がレーザーを発します。これにより、レーザーと呼ばれる集束された単色光が生成されます。 「レーザーダイオード」の「ダイオード」という言葉は、レーザー発振に適切な条件を作り出すために2つの半導体材料を特別な方法で一緒に配置することによって、pn接合ダイオードと呼ばれる特定の基本的な半導体デバイスのように作られていることを意味します。垂直スタック レーザー アレイは、パッケージまたはアレイ内で連携して動作するレーザー ダイオードのグループに似ています。垂直スタック レーザー アレイのセットアップにより、組み合わせたレーザーがさらに強力になります。垂直スタック レーザー アレイは、光利得媒体と共振空洞を使用して光を生成する重要なデバイスです。これらのコンポーネントの設計は、最新のレーザーにとって非常に重要です。共振器モード用のオプションのモード選択フィルターを含む、レーザー共振器の概略図を示します。垂直スタック レーザー アレイでは、利得媒質は放射線を吸収しますが、入力エネルギーを使用して放射線を増幅することができるため、光が生成されます。共振空洞は複数のモードをサポートし、利得が損失を克服すると、モードはしきい値に達し、コヒーレント光を放射します。

レーザー ダイオードは通常、波長が約 400 ～ 2000 ナノメートル (nm) の近赤外から可視のスペクトルで動作します。この波長範囲は、特定の色の発光を必要とするさまざまな用途に役立ちます。特殊なレーザーダイオードは、この範囲外でも特定の産業、科学、医療目的に使用できることは注目に値します。

808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーを例に挙げます。

808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーは、約 808 ナノメートル (nm) の波長で光を放射する特定のタイプのレーザー ダイオードを指します。これは電磁スペクトルの近赤外線領域に分類されます。 808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーは、レーザー出力の波長を表します。この波長で放射する 808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーは、医療処置、材料加工、電気通信、科学研究など、さまざまな用途に使用できます。医療分野では、808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーは、毛包や皮膚組織のメラニンに吸収される能力があるため、皮膚科での脱毛や皮膚の治療によく使用されます。さらに、これらの 808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーはレーザー ポンピング システムで使用され、その特定の波長は特定の種類の固体レーザーに適しています。

808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザー半導体レーザー モジュール製品は、垂直スタック アレイ ダイオード レーザー脱毛用途向けに設計されています。 808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザーは、垂直スタック パッケージで最大 10 個のレーザー バーを提供し、単一バー レーザーの最高連続光出力 100 W の高出力レーザー出力を形成できます。この808nm垂直スタックアレイダイオードレーザーは、バー間隔が狭い高密度レーザーバースタッキング技術を採用しているため、モジュールは小型サイズを維持しながら高輝度レーザー出力を得ることができ、効率的な動作を実現します。 808nm 垂直スタック アレイ ダイオード レーザー出力最大 1000W コンパクト パッケージ、効率的な放熱設計 インジウムフリー パッケージにより高い信頼性を実現 マクロ チャネル水冷、特別な水質要件なし。高出力半導体レーザーの性能と出力を総合的に向上させるために、両面放熱技術を使用して高出力半導体レーザーの垂直スタックとシングルバーデバイスの熱管理と熱設計を最適化します。連続波動作モードでの 808 nm シングルバー半導体レーザーの出力は 100 W に達します。 808 nm 20 bar 垂直スタックの出力は 2000 W に達します。一般に、760nm、808nm、976nm、1064nmの積層アレイがあり、2波長または3波長に任意にマッチングできます。現在市場では808nm、976nm、1064nmなどの3波長積層アレイが多くなっています。 、または760nm、808nm、976nm、当社の4波長である1064nm。また、電力は通常 300W から 500W、600W、800W、1000W、1200W などの数千ワットまであります。

垂直スタックアレイダイオードレーザーの製造の最初のステップは、必要な機能に従ってチップを設計し、チップをウェーハに加工することです。ウェーハ上にはチップが繰り返し配置されているため、完成したウェーハを見ると小さな格子状の構造が多数存在しており、小さな格子がチップに相当します。チップの体積が大きくなると、ウェハあたりで製造できるチップの数が少なくなります。電子パッケージング技術とデバイスのハードウェア構造、電子パッケージング技術は広範囲をカバーし、さらに回路に取り付けられるチップやモジュールも異なります。システムボードに取り付けられたカード。大まかに言って、プロセス全体は「パッケージング」または「アセンブリ」と呼ばれることがよくあります。ただし、半導体業界では、垂直スタック アレイ ダイオード レーザー半導体パッケージングには通常、ウェーハ ダイシングとチップ レベルのパッケージング プロセスのみが含まれます。

 

垂直スタック レーザー アレイは、連続モードまたはパルス モードで動作できますが、これは主に動作モードの選択とアプリケーション要件によって決まります。連続発振垂直スタックレーザーアレイは長時間安定してレーザーを出力でき、出力も安定しています。一般的な連続半導体垂直スタック レーザー アレイの波長には、808nm、976nm、1310nm、1450nm、1625nm などがあります。パルス半導体垂直スタック レーザー アレイは、パルスの形でレーザーを出力し、通常、ピーク パワーは高くなりますが、平均パワーは低くなります。一般的なパルス半導体レーザーの波長には905nmや1550nmなどがあり、ピークパワーは数十ワット程度です。レーザー パルスは「ピコ秒」レベルなど非常に短い場合があります。これは、パルス時間がピコ秒のオーダーであり、1 ピコ秒が 1 兆分の 1 秒 (10E-12 秒) に等しいことを意味します。連続垂直スタック レーザー アレイ ポンプ光源は、継続的にエネルギーを供給し、長時間にわたってレーザー出力を生成するため、連続レーザーが得られます。連続レーザーの出力は一般に低いため、連続垂直スタック レーザー アレイ動作が必要な場合 (レーザー通信、レーザー手術など) に適しています。連続レーザーにも利点があります。周波数が安定すると、非常に狭い線幅が得られ、レーザー測距や精密分光法に使用できます。

1. マイクロチャネル垂直スタック レーザー アレイ - アクティブ冷却モード

水チャネルの垂直スタック レーザー アレイとヒートシンク上の水ストリップは非常に近く、一般に 0.15-0.2 mm 程度であるため、熱抵抗が小さく、放熱効率が高くなります。垂直スタック レーザー アレイ モノリシック デバイスは、高出力能力 (連続波動作の場合は 100W 以上、準連続波動作の場合は 700W 以上) を備えています。さらに、垂直スタック レーザー アレイ ヒートシンクは正極として機能するため、脱イオン水などの高品質の冷却水が必要です。

2. マクロチャネル垂直スタック レーザー アレイの熱放散 - アクティブ冷却モード

マクロチャネル垂直スタック レーザー アレイ ヒートシンクの準備を簡素化でき、水チャネルとストリップ ヒートシンクの間の間隔をわずかに広くすることができ、通常は 0.2 mm 以上になります。マクロチャネル垂直スタック レーザー アレイの水路には、通常、交換表面積を増やすために設計された貫通穴または特殊な歯構造があります。脱毛モジュール、DPL モジュール、10000- ワットのリング バーなどのマクロチャネル垂直スタック レーザー アレイ構造は、このカテゴリに属します。マクロチャネル垂直スタック レーザー アレイ 水チャネルを備えたヒートシンクは通常、導電性媒体として使用されず、それほど高い品質は必要ありません。

1: 垂直スタックレーザーアレイ脱毛は、体から余分な毛を安全、迅速、永久に除去できる非侵襲性の最新の脱毛技術です。垂直スタック レーザー アレイの脱毛は、選択的光熱作用の理論に基づいており、特定の波長の垂直スタック レーザー アレイが表皮の毛包を損傷することなく表皮に浸透します。毛幹のメラニンは垂直スタック レーザー アレイのエネルギーを選択的に吸収し、毛包は加熱されて凝固して壊死し、毛は成長しなくなります。

2: ピコ秒傷跡修復は、垂直スタック レーザー アレイを使用して傷跡を治療する方法です。垂直スタック レーザー アレイは、瘢痕領域を治療するために高エネルギーの光を放出し、効果的に瘢痕を除去し、色素沈着を軽減し、コラーゲンの再生を刺激します。

3: 歯周病は細菌感染によって引き起こされる慢性口腔疾患です。垂直スタックレーザーアレイによる歯周病治療は非常に簡単かつ迅速です。垂直スタックレーザーアレイ治療は、その殺菌効果により、手術中に通常血液中に入る細菌の数を減らすことができます。

垂直スタック レーザー アレイの正しい使用方法は次のとおりです。垂直スタック レーザー アレイの整形レンズはシリンドリカル レンズです。垂直スタック レーザー アレイの入力面の面積は、導光結晶のレーザー出力面の面積よりも小さいです。導光結晶は正四角柱であり、導光結晶の正四角柱の小端面が半導体レーザの出射端に隣接している。等脚台形の側面のくびれとレーザー整形レンズに隣接する下端との間の角度は 110 度より大きく、これは垂直積層型半導体レーザーです。側面には全反射膜がコーティングされています。冷却装置は、導光結晶の外側に設置された金属冷却シートを備え、金属冷却シートには、導光結晶の光出射端に位置する金属冷湿布ヘッドが着脱可能に取り付けられる。冷却装置には、金属冷却シートを冷却するための冷却装置も含まれる。金属冷却シートは銅製の冷却シートであり、垂直スタックレーザーアレイの金属冷圧縮ヘッドは銅であり、冷圧縮ヘッドの外端面の長さと幅はそれぞれ、光出力端の長さと幅よりも大きいです。ライトガイドクリスタル。

1:垂直スタックレーザーアレイを低温に保つ

もう 1 つの重要な要素は、プロジェクター自体の温度制御能力、つまり冷却システムです。効率的な冷却が必要です。アクティブな冷却サイクルにより、より効率的な熱放散が実現します。ハードウェアに加えて、機械室の周囲温度が高すぎる場合、レーザー光源の過負荷を避けるために光出力パワーを自動的に調整して下げることができます。

2:垂直スタックレーザーアレイの駆動強度

垂直スタック レーザー アレイの駆動強度は、より複雑な要素です。毎日の操作のパワーが大きいほど、減衰速度は速くなります。たとえば、機械室の温度が 25 度の環境で、垂直スタック レーザー アレイが常に 100% のフルパワーで動作している場合、30,000 時間の動作後、その明るさは通常の 80% に減衰します。初期最大輝度。

CW 垂直スタック レーザー アレイ は、「連続波」と訳され、動作中に中断のないレーザー出力を提供するデバイスを指します。 CW 垂直スタック レーザー アレイは、ピーク パワーが低く、平均パワーが高いことで知られています。 CW 垂直スタック レーザー アレイのプロセス チューニングを実行する場合、パワー波形、デフォーカス量、スポットのコア径、処理速度など、いくつかの重要なパラメーターに注目する必要があります。最適な加工結果を達成し、レーザー加工の高効率と品質を確保するには、これらのパラメータを正確に調整することが不可欠です。

QCW 垂直スタック レーザー アレイ ダイオード レーザー、つまり「準連続波」レーザーは、断続的なパターンでレーザー光を放射することで機能します。 QCW 垂直スタック レーザー アレイ ダイオード レーザーのエネルギー分布はより集中しています。つまり、エネルギー密度が高く、透過性が高くなります。冶金学では、このエネルギー分布により、深さと幅がより広い「ペグ」形状の溶融プールが作成され、QCW 垂直スタック レーザー アレイ ダイオード レーザーは、高反射合金、熱に敏感な材料、およびマイクロ接続の加工において大きな利点が得られます。

 

マイクロチャネルとは

マイクロチャネルは、ダイオードレーザーバーの放熱方法の一種です。それは、人が全身を氷の上に横たわってクールダウンするようなものです。以下のマイクロチャネルヒートシンクから見ることができます。熱を逃がすために何層にも穴が開いています。したがって、マイクロチャネル方式を使用すると、ダイオードレーザースタックは正常に動作し、燃焼の問題は発生しません。通常、この種のヒートシンクは高品質で高精度の水路をドイツから輸入しています。

 

マクロチャンネルとは何ですか

マクロ チャネルは、ダイオード レーザー バーの熱放散のもう 1 つの方法です。それは、氷の上に立って足の表面が冷えている男性のようなものです。マイクロチャネル冷却スタックとは比較できません。しかし、この種のダイオードレーザースタックには、水をリサイクルするために内部にいくつかの穴があります。ダイオード レーザー バーが、銅で覆われた大きな金属のスタックに直接取り付けられていることがわかります。 100%水路に完全に接触することはできません。したがって、水冷は簡単ではありません。また、この種のスタックでは、特に水路の設計のために冷却用の穴をあけるためにも高度な専門家が必要です。

中国の大手ダイオードレーザーメーカーおよびサプライヤーの1つであるBrandnew Technologyは、高品質の垂直スタックダイオードレーザー、マイクロチャネルダイオードレーザー、マクロチャネルダイオードレーザー、水冷ダイオードレーザー、垂直アレイダイオードレーザー、スタックバーダイオードレーザーを競争力のある価格で販売します。中国製の製品の卸売へようこそ。