Yüksək güclü lazerlər sahəsində lazer çubuqları əvəzedilməz əsas komponentlərdir. Onlar təkcə enerji istehsalının əsas vahidləri kimi xidmət etmir, həm də müasir optoelektronika mühəndisliyinin dəqiqliyini və inteqrasiyasını təcəssüm etdirir.—onlara ləqəb qazandırdılar: lazer sistemlərinin "mühərriki". Bəs lazer çubuqunun strukturu tam olaraq nədir və o, cəmi bir neçə millimetr ölçüdən onlarla, hətta yüzlərlə vatt çıxışı necə təmin edir? Bu məqalə lazer barmaqlıqları arxasında daxili memarlıq və mühəndislik sirlərini araşdırır.
1. Lazer Bar nədir?
Lazer çubuq, bir substratda yanal şəkildə yerləşdirilmiş çoxsaylı lazer diod çiplərindən ibarət yüksək güclü emissiya cihazıdır. İş prinsipi tək yarımkeçirici lazerinkinə bənzəsə də, lazer çubuğu daha yüksək optik gücə və daha yığcam forma faktoruna nail olmaq üçün çox emitentli sxemdən istifadə edir.
Lazer çubuqları sənaye, tibb, elmi və müdafiə sektorlarında birbaşa lazer mənbələri və ya fiber lazerlər və bərk cisim lazerləri üçün nasos mənbələri kimi geniş istifadə olunur.
2. Lazer çubuğunun struktur tərkibi
Lazer çubuğunun daxili quruluşu birbaşa onun işini müəyyən edir. O, ilk növbədə aşağıdakı əsas komponentlərdən ibarətdir:
①Emitentlər massivi
Lazer çubuqları adətən yan-yana düzülmüş 10-100 emitentdən (lazer boşluqlarından) ibarətdir. Hər bir emitent təxminən 50-dir–150μm enindədir və lazer işığını yaratmaq və yaymaq üçün PN qovşağı, rezonans boşluğu və dalğa ötürücü strukturunu özündə əks etdirən müstəqil qazanc bölgəsi kimi çıxış edir. Bütün emitentlər eyni substratı paylaşsalar da, onlar adətən paralel və ya zonalar üzrə elektriklə idarə olunurlar.
②Yarımkeçirici təbəqənin strukturu
Lazer çubuğunun mərkəzində yarımkeçirici təbəqələrin yığını var, o cümlədən:
- P tipli və N tipli epitaksial təbəqələr (PN qovşağını təşkil edir)
- stimullaşdırılmış emissiya yaradan aktiv təbəqə (məsələn, kvant quyusunun strukturu).
- Yanal və şaquli istiqamətlərdə rejimə nəzarəti təmin edən dalğa bələdçi təbəqəsi
- Lazerin istiqamətli çıxışını artıran Bragg reflektorları və ya HR/AR örtükləri
③Substrat və İstilik İdarəetmə Strukturu
Emitentlər monolit yarımkeçirici substratda (ümumiyyətlə GaAs) yetişdirilir. Effektiv istilik yayılması üçün lazer çubuqları mis, W-Cu ərintisi və ya CVD almaz kimi yüksək keçiriciliyə malik alt qurğulara lehimlənir və istilik qəbulediciləri və aktiv soyutma sistemləri ilə birləşdirilir.
④Emissiya Səthi və Kollimasiya Sistemi
Buraxılan şüaların böyük divergensiya bucaqlarına görə, lazer çubuqları adətən kolimasiya və şüanın formalaşdırılması üçün mikro-lens massivləri (FAC/SAC) ilə təchiz edilir. Müəyyən tətbiqlər üçün əlavə optika—silindrik linzalar və ya prizmalar kimi—uzaq sahə fərqinə və şüa keyfiyyətinə nəzarət etmək üçün istifadə olunur.
3. Performansa təsir edən əsas struktur amilləri
Lazer çubuğunun quruluşu onun sabitliyini, səmərəliliyini və xidmət müddətini təyin etməkdə həlledici rol oynayır. Bir neçə əsas aspektlərə aşağıdakılar daxildir:
①Termal İdarəetmə Dizaynı
Lazer çubuqları yüksək güc sıxlığı və konsentrasiya edilmiş istilik xüsusiyyətlərinə malikdir. Aşağı istilik müqaviməti vacibdir, AuSn lehimləmə və ya indium bağlanması, vahid istilik yayılması üçün mikrokanal soyutma ilə birlikdə əldə edilir.
②Şüaların Formalaşdırılması və Hizalanması
Çoxlu emitentlər tez-tez zəif uyğunluqdan və dalğa cəbhəsinin yanlış hizalanmasından əziyyət çəkirlər. Dəqiq linza dizaynı və düzülməsi uzaq sahə şüasının keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması üçün vacibdir.
③Stressə Nəzarət və Etibarlılıq
İstilik genişlənmə əmsallarında material uyğunsuzluğu əyilmə və ya mikro çatlara səbəb ola bilər. Qablaşdırma mexaniki gərginliyi bərabər paylamaq və deqradasiya olmadan istilik dövriyyəsinə tab gətirmək üçün hazırlanmalıdır.
4. Lazer Bar Dizaynında Gələcək Trendlər
Daha yüksək gücə, daha kiçik ölçüyə və daha çox etibarlılığa tələb artdıqca, lazer çubuq strukturları inkişaf etməyə davam edir. Əsas inkişaf istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir:
①Dalğa uzunluğunun genişlənməsi: 1.5-ə qədər uzanırμm və orta infraqırmızı zolaqlar
②Miniatürləşdirmə: Kompakt cihazlarda və yüksək inteqrasiya olunmuş modullarda istifadəyə imkan verir
③Ağıllı Qablaşdırma: Temperatur sensorları və vəziyyətlə bağlı rəy sistemləri daxildir
④Yüksək Sıxlıqlı İstifləmə: Kompakt ərazidə kilovat səviyyəsində çıxış əldə etmək üçün laylı massivlər
5. Nəticə
kimi"ürək”yüksək güclü lazer sistemləri üçün lazer çubuqlarının struktur dizaynı ümumi sistemin optik, elektrik və istilik göstəricilərinə birbaşa təsir göstərir. Onlarla emitentin yalnız millimetr enində olan struktura inteqrasiyası təkcə qabaqcıl material və istehsal texnologiyalarını nümayiş etdirmir, həm də bugünkü inteqrasiyanın yüksək səviyyəsini təmsil edir.'s fotonik sənayesi.
Gələcəyə baxsaq, səmərəli, etibarlı lazer mənbələrinə tələbat artmaqda davam etdikcə, lazer çubuq strukturunda yeniliklər lazer sənayesini yeni zirvələrə yüksəltməkdə əsas sürücü olaraq qalacaq.
Əgər sən'lazer bar qablaşdırma, istilik idarəetmə və ya məhsul seçimində ekspert dəstəyi axtarırsınızsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çekinmeyin. Biz'xüsusi proqram ehtiyaclarınıza uyğun həllər təqdim etmək üçün buradasınız.
Göndərmə vaxtı: 02 iyul 2025-ci il