Жогорку кубаттуулуктагы лазер чөйрөсүндө лазер тилкелери алмаштырылгыс негизги компоненттер болуп саналат. Алар энергияны чыгаруунун негизги бирдиктери катары гана кызмат кылбастан, ошондой эле заманбап оптоэлектрондук инженериянын тактыгын жана интеграциясын камтыйт.—аларга лакап атка ээ болду: лазердик системалардын "мотору". Бирок лазер тилкесинин түзүлүшү кандай жана ал кантип бир нече миллиметрден ондогон, атүгүл жүздөгөн ватттык кубаттуулуктарды берет? Бул макалада лазер темирлеринин артындагы ички архитектура жана инженердик сырлар изилденет.
1. Лазердик тилке деген эмне?
Лазердик тилке – бул бир субстрат боюнча капталдан жайгаштырылган бир нече лазердик диод микросхемаларынан турган жогорку кубаттуулуктагы чыгаруучу түзүлүш. Анын иштөө принциби бир жарым өткөргүчтүү лазердикине окшош болсо да, лазер тилкеси жогорку оптикалык күчкө жана компакт форма факторуна жетүү үчүн көп эмитенттүү схеманы колдонот.
Лазердик тилкелер өнөр жай, медициналык, илимий жана коргонуу тармактарында түздөн-түз лазер булактары катары же була лазерлери жана катуу абалдагы лазерлер үчүн насос булактары катары кеңири колдонулат.
2. Лазердик тилкенин структуралык курамы
Лазердик тилкенин ички түзүлүшү анын иштешин түздөн-түз аныктайт. Ал, биринчи кезекте, төмөнкү негизги компоненттерден турат:
①Эмиттер массив
Лазердик тилкелер адатта жанаша жайгашкан 10дон 100гө чейин эмиттерден (лазердик көңдөйлөр) турат. Ар бир эмитент 50гө жакын–150μм кеңдикте жана лазер жарыгын пайда кылуу жана чыгаруу үчүн PN түйүнү, резонанстык көңдөй жана толкун өткөргүч структурасын камтыган көз карандысыз өсүү аймагы катары иштейт. Бардык эмитенттер бирдей субстрат менен бөлүшүлгөнү менен, алар, адатта, параллелдүү же зоналар боюнча электрдик кыймылдашат.
②Жарым өткөргүч катмардын структурасы
Лазердик тилкенин жүрөгүндө жарым өткөргүч катмарлардын стектери турат, анын ичинде:
- P-тиби жана N-типтеги эпитаксиалдык катмарлар (PN түйүнүн түзүүчү)
- стимулданган эмиссияны түзүүчү активдүү катмар (мисалы, кванттык скважина түзүмү).
- Каптал жана вертикалдуу багытта режимди башкарууну камсыз кылуучу толкун өтүүчү катмар
- Лазердин багыттуу чыгышын жакшыртуучу Bragg рефлекторлору же HR/AR каптоолору
③Субстрат жана жылуулук башкаруу структурасы
Эмиттер монолиттүү жарым өткөргүч субстратта (көбүнчө GaAs) өстүрүлөт. Жылуулукту эффективдүү таратуу үчүн лазер тилкеси жез, W-Cu эритмеси же CVD алмаз сыяктуу жогорку өткөргүчтүү субмонтаждарга ширетилип, жылуулук алгычтар жана активдүү муздатуу системалары менен жупташкан.
④Эмиссиянын бети жана коллимация системасы
Чыгарылган нурлардын чоң айырмачылык бурчтарынан улам, лазер тилкелери, адатта, коллимация жана нурларды калыптандыруу үчүн микро линзалар массивдери (FAC/SAC) менен жабдылган. Кээ бир колдонмолор үчүн, кошумча оптика—мисалы, цилиндрдик линзалар же призмалар—алыскы талаа дивергенциясын жана нурдун сапатын көзөмөлдөө үчүн колдонулат.
3. Иштин натыйжалуулугуна таасир этүүчү негизги структуралык факторлор
Лазердик тилкенин түзүлүшү анын туруктуулугун, натыйжалуулугун жана кызмат мөөнөтүн аныктоодо чечүүчү ролду ойнойт. Бир нече негизги аспектилери төмөнкүлөрдү камтыйт:
①Жылуулук башкаруу дизайн
Лазердик тилкелер жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгын жана концентрацияланган жылуулукту камтыйт. Төмөн жылуулук каршылык абдан маанилүү, AuSn ширеси же индий байланышы аркылуу жетишилет, бир калыпта жылуулук таркатылышы үчүн микроканал муздатуу менен бирге.
②Нурларды калыптандыруу жана тегиздөө
Бир нече эмитенттер көбүнчө начар когеренттүүлүктөн жана толкун фронтунун туура эмес түзүлүшүнөн жапа чегишет. Линзанын так дизайны жана тегиздөө алыскы талаа нурунун сапатын жакшыртуу үчүн абдан маанилүү.
③Стресс көзөмөлдөө жана ишенимдүүлүк
Термикалык кеңейүү коэффициенттериндеги материалдык дал келбестиктер бузулууга же микро жаракаларга алып келиши мүмкүн. Таңгак механикалык стрессти бирдей бөлүштүрүүгө жана деградациясыз жылуулук циклине туруштук бере тургандай иштелип чыгышы керек.
4. Лазердик тилке дизайнындагы келечектеги тенденциялар
Жогорку кубаттуулукка, кичирээк өлчөмдөргө жана ишенимдүүлүккө болгон суроо-талап өскөн сайын, лазердик тилке структуралары өнүгүп келе жатат. Негизги өнүгүү багыттары төмөнкүлөрдү камтыйт:
①Толкун узундугун кеңейтүү: 1,5ке чейин узартууμм жана орто инфракызыл тилкелер
②Миниатюризация: компакттуу түзмөктөрдө жана жогорку интеграцияланган модулдарда колдонууга мүмкүнчүлүк берет
③Акылдуу таңгактоо: Температура сенсорлорун жана статусун кайтаруу системаларын камтыйт
④Жогорку тыгыздыктагы Stacking: Киловаттык деңгээлдеги өндүрүшкө жетишүү үчүн катмарлуу массивдер
5. Корутунду
Катары"жүрөк”жогорку кубаттуулуктагы лазердик системалардын, лазер тилкелеринин структуралык дизайны жалпы системанын оптикалык, электрдик жана жылуулук көрсөткүчтөрүнө түздөн-түз таасир этет. Ондогон эмитенттерди туурасы болгону миллиметрлик структурага интеграциялоо материалды жана өндүрүштүн алдыңкы ыкмаларын гана көрсөтпөстөн, бүгүнкү күндө интеграциянын жогорку деңгээлин көрсөтөт.'фотоника өнөр жайы.
Келечекте эффективдүү, ишенимдүү лазер булактарына суроо-талап өсүп жаткандыктан, лазердик тилке түзүмүндөгү инновациялар лазер индустриясын жаңы бийиктиктерге жылдырууда негизги кыймылдаткыч бойдон кала берет.
Эгер сен'Лазердик тилкени таңгактоо, жылуулук башкаруу же продуктуларды тандоо боюнча эксперттик колдоону издеп жатсаңыз, биз менен байланышуудан тартынбаңыз. Биз'Сиздин конкреттүү колдонмо муктаждыктарыңызга ылайыкташтырылган чечимдерди камсыз кылуу үчүн бул жерде.
Посттун убактысы: 02-02-2025