Laserdiodebars en -arrays
- Technologie
- DPSS-lasers
- Partner
- Cutting Edge Optronics (CEO)
De 780–980 nm CW/QCW laserdiodebars en -arrays vormen een configureerbaar productassortiment en geen enkel vast onderdeelnummer. Het assortiment omvat uitvoeringen met conductieve koeling, koeling met gefilterd water en microkanaalkoeling voor integratie in OEM-lasersystemen en laboratoriumapparatuur. Het standaard golflengtebereik loopt van 780 tot 980 nm, inclusief veelgebruikte opties van 808, 885 en 940 nm, terwijl voor specifieke toepassingen ook aangepaste golflengten kunnen worden geconfigureerd.
Afhankelijk van de behuizing en de bedrijfsmodus loopt het assortiment uiteen van CW-units met één bar tot QCW-arrays met meerdere bars en een piekvermogen op kilowattniveau. Toepassingen zijn onder meer DPSS-zij- en eindpumping, materiaalbewerking, lasersnijden, kunststoflassen, ontharing, LIDAR, LIBS, afstandsmeting, halfgeleiderproductie en hoogenergetische lasersystemen. Engineers kunnen kiezen uit A-, G-, H-, Derringer-, High Density Stack-, Shooter-, Microchannel Cooled Stack- en array-submoduleconstructies op basis van de vereiste thermische, optische, elektrische en mechanische interface.
Bereikfuncties
Een algemeen overzicht van wat dit bereik te bieden heeft
- CW- en QCW-bedrijfsmodi – Geschikt voor laserarchitecturen met continue output en gepulste output.
- Standaardgolflengtebereik van 780–980 nm – Omvat gangbare pompbanden, waaronder 808, 885 en 940 nm.
- Opties voor conductieve koeling en vloeistofkoeling – Maken het mogelijk de thermische interface af te stemmen op de beschikbare systeeminfrastructuur.
- Pakketten voor gefilterd niet-DI-water – Verminderen bij geselecteerde arrays de noodzaak van een afzonderlijk circuit voor gedeïoniseerd water.
- Microkanaalkoeling met DI-water – Ondersteunt dichte stacks met maximaal 60 bars en een hoog gemiddeld vermogen.
- Hardgesoldeerde, uitzettingsgematchte constructies – Bieden mechanische stabiliteit bij herhaalde thermische belasting.
- Opties voor fast-axis- en slow-axis-lenzen – Helpen engineers de bundeldivergentie aan te passen aan de downstream optica.
- Configuraties met meerdere golflengten – Kunnen systemen ondersteunen die meer dan één emissiegolflengte vereisen.
- Bar-pitches van 150 µm tot 1,7 mm – Bieden flexibiliteit bij het afwegen van package-dichtheid en thermische eisen.
- Powerdichtheid van de High Density Stack tot bijna 25 kW/cm² – Concentreert gepulste output binnen een compact emitterend oppervlak.
- Standaard en klantspecifieke package-configuraties – Ondersteunen uiteenlopende footprints, elektrische aansluitingen en optische geometrieën.
Downloads
voor Laserdiodebars en -arrays
Wat zit er in dit assortiment?
Alle varianten in het assortiment en een vergelijking van wat ze bieden
Specificaties
| Specificatie | Bereik of opties |
|---|---|
Producttype | Laserdiodebars, array-submodules, lineaire arrays, verticale stacks, high-density stacks en microkanaalgekoelde stacks |
Standaard golflengtebereik | 780–980 nm |
Gangbare pompgolflengten | 808 nm, 885 nm en 940 nm |
Bedrijfsmodi | Continue golf en quasi-continue golf |
Koelmethoden | Geleidingskoeling, gefilterde niet-DI-waterkoeling en DI-water-microkanaalkoeling |
CW-array uitgangsbereik | 20–6.000 W, afhankelijk van de behuizing |
QCW-array piekuitgangsbereik | 100–14.400 W, afhankelijk van de behuizing |
Uitgangsvermogen per bar | Meer dan 100 W CW en meer dan 200 W QCW beschikbaar binnen het assortiment |
Aantal bars | 1–72, afhankelijk van de behuizing en bedrijfsmodus |
Emissielengte per bar | 3–10 mm |
Bedrijfsstroom | Doorgaans 50–100 A CW en 140–170 A QCW; afzonderlijke varianten omvatten waarden van 25 A CW en 180 A QCW |
Typische spanning per bar | 1–2 V |
Vermogensconversie-efficiëntie | Doorgaans 55%; ARR121C080 heeft een specificatie van 47% bij 808 nm en 80 W |
Hart-op-hartafstand tussen bars | 150 µm tot 1,7 mm; MCS-configuraties gebruiken 800–1.200 µm |
Pulsbreedte | Afhankelijk van de behuizing; tot 300 ms voor het H Package en diverse QCW-formaten, en tot 300 µs voor de High Density Stack |
Maximale QCW-dutycycle | Tot 25%, afhankelijk van de behuizing |
Typische ruwe bundeldivergentie, FWHM | 33 × 6° of 37 × 7°, afhankelijk van bedrijfsmodus en configuratie |
Typische bundeldivergentie met lens, FWHM | 1 × 6° of 1 × 7°; geselecteerde fast-axis-configuraties zijn beschikbaar bij ≤0,25° |
Bedrijfstemperatuur voor ARR291P1800, ARR121C080 en ASM232P200 | -40 tot +70 °C |
Opslagtemperatuur voor ARR291P1800, ARR121C080 en ASM232P200 | -40 tot +85 °C |
Laserclassificatie voor de vermelde apparaten met onderdeelnummer | Klasse IV |
Vergelijking van het behuizingsassortiment
| Parameter | H Package | Derringer | High Density Stack | Array Submodule | A Package | G Package | Shooter | MCS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Koeling | Gefilterd niet-DI-water | Gefilterd niet-DI-water | Conductief; aanpassingen voor geselecteerde platforms | Afhankelijk van het koellichaam | Conductief | Conductief | Gefilterd niet-DI-water | DI-water-microkanaal |
Bedrijfsmodi | QCW | QCW en CW | QCW | QCW en CW | QCW en CW | QCW en CW | QCW en CW | QCW en CW |
Golflengte | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm | 780–980 nm |
Array-uitgangsvermogen | 150–1.800 W QCW | 600–4.000 W QCW; 60–200 W CW | 400–4.000 W QCW | 100–5.200 W QCW; 20–40 W CW | 200–3.200 W QCW; 20–160 W CW | 200–5.200 W QCW; 40 W CW | 1.200–14.400 W QCW; 120–480 W CW | 12.000 W QCW; 60–6.000 W CW |
Aantal bars | Tot 12 | 3–20 QCW; 3–5 CW | 1–20 | 1–26 QCW; 1 CW | 1–16 QCW; 1–4 CW | 1–26 QCW; 1 CW | 6–72 QCW; 6–12 CW | 1–60 |
Emissielengte van de bar | 10 mm | 10 mm | 3–10 mm | 5–10 mm | 10 mm | 10 mm | 10 mm | 10 mm |
Bedrijfsstroom | 140 A | 170 A QCW; 50 A CW | 170 A | 170 A QCW; 50 A CW | 170 A QCW; 50 A CW | 170 A QCW; 50 A CW | 170 A QCW; 50 A CW | 170 A QCW; 100 A CW |
Bar-tot-bar-pitch | 1,65 mm | minimaal 400 µm | 150 µm | minimaal 150 µm | minimaal 400 µm | minimaal 150 µm | minimaal 400 µm | 800–1.200 µm |
Maximale QCW-dutycycle | 25% | 5% | 5% | 5% | 5% | 5% | 5% | 25% |
Typische ruwe divergentie, FWHM | 33 × 6° | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW | 33 × 6° | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW | 33 × 6° QCW; 37 × 7° CW |
Veelgestelde vragen
voor Laserdiodebars en -arrays
Kies het koeltype op basis van de gemiddelde warmteafvoer, de beschikbare waterkwaliteit en de onderhoudseisen. De A- en G-packages gebruiken conductieve koeling, terwijl de H Package, Derringer en Shooter gefilterd niet-DI-water gebruiken; de MCS vereist een microkanaalcircuit met DI-water. Conductieve koeling maakt vloeistofaansluitingen op de array overbodig, maar vereist nog steeds een koudplaat of koellichaam met de juiste afmetingen, terwijl vloeistofkoeling geschikter is voor dichte configuraties met meerdere bars. Bereken eerst de af te voeren warmte op basis van het elektrische ingangsvermogen en de gebruikelijke conversie-efficiëntie van 47–55% voordat u het thermische systeem dimensioneert. Voor ARR291P1800 is het minimale koelmiddeldebiet 0,5 gpm of 1,9 liter per minuut, met een typische drukval van 15 psi.
CW-bedrijf is geschikt wanneer een ononderbroken optische output vereist is, terwijl QCW-bedrijf een hoger piekvermogen levert tijdens gecontroleerde pulsen. Het assortiment loopt op tot 6.000 W CW in MCS-configuraties en 14.400 W piek-QCW in de Shooter-package. QCW-limieten moeten worden beoordeeld op basis van pulsbreedte, herhalingsfrequentie en dutycycle samen, en niet alleen op basis van het piekvermogen; de meeste packages zijn gespecificeerd tot 5% dutycycle, terwijl H- en MCS-uitvoeringen 25% halen. De driver en het koelsysteem moeten worden ontworpen voor zowel de momentane elektrische stroom als de gemiddelde thermische belasting. Bevestig daarom eerst het bedrijfsspectrum van het specifieke onderdeelnummer voordat u de driver, chiller en pulsregelelektronica selecteert.
De keuze van de package hangt af van de pompgeometrie, emissielengte, optische intensiteit en de beschikbare montageruimte. Derringer-, A-, G- en Shooter-arrays zijn geconfigureerd voor lineaire output en kunnen worden gebruikt voor zijwaartse pumping van solid-state laserkristallen, terwijl de High Density Stack compacte eindpumping-, LIDAR-, LIBS- en afstandsmeetsystemen ondersteunt. De H Package is bedoeld voor direct-diodetoepassingen zoals kunststoflassen en ontharing, met verticale stacks van maximaal 12 bars. MCS-arrays ondersteunen ontwerpen met hoge helderheid en hoog gemiddeld vermogen met maximaal 60 bars. Met optische modellering moet worden bevestigd of de gekozen bar-pitch, emissielengte en lensconfiguratie aansluiten op de geometrie van het kristal, de lichtgeleider of het werkstuk.
De emissiegolflengte verandert met de junctie- en koellichaamtemperatuur, waardoor thermische regeling deel uitmaakt van de golflengtespecificatie. De 808 nm-varianten ARR291P1800, ARR121C080 en ASM232P200 hebben een opgegeven golflengteverschuiving van ongeveer 0,25 nm per °C. Een temperatuurverandering van 10 °C kan de centrale golflengte dus met circa 2,5 nm verschuiven, wat relevant is bij gebruik van een smalle kristalabsorptieband of een diodetolerantie van ±3 nm. Het koelsetpoint moet tegelijk met de beoogde absorptiegolflengte worden gekozen en niet pas na optische integratie. Werking onder het omgevingsdauwpunt vereist ook een droge stikstofomgeving om condensatie rond de diode-assemblage te voorkomen.
De driver moet worden gekozen op basis van de bedrijfsstroom, de totale doorlaatspanning, het pulsformaat en de toegestane transiënte omstandigheden van de geselecteerde array. Typische stromen op familieniveau zijn 50 A voor CW-packages en 140–170 A voor QCW-packages, terwijl het ASM232P200-voorbeeld werkt op 180 A en de MCS CW-uitvoering 100 A bereikt. De spanning bedraagt doorgaans 1–2 V per bar, maar de serieschakeling bepaalt de totale vereiste; ARR291P1800 werkt op 24 V en ARR121C080 op 6,8 V. Verbindingen met lage inductantie en gecontroleerde stijg- en daaltijden van de stroom zijn belangrijk om overshoot te beperken. De vermelde apparaten met onderdeelnummer laten noch omgekeerde stroom noch omgekeerde spanning toe, dus het drivercircuit moet passende blokkerings- en beveiligingsmaatregelen bevatten.
Beam conditioning moet worden gekozen op basis van de numerieke apertuur van de ontvangende optiek, de vereiste spotgeometrie en de toegestane optische verliezen. De typische niet-gecollimeerde divergentie is 33 × 6° voor QCW-configuraties en 37 × 7° voor CW-configuraties, uitgedrukt als FWHM. Uitvoeringen met lenzen reduceren de waarde op de snelle as tot ongeveer 1°, terwijl geselecteerde G Package- en MCS-configuraties fast-axis-collimatie van 0,25° of lager kunnen bieden. Indien de koppelgeometrie dat vereist, kan ook slow-axis-collimatie worden toegevoegd. Het optische ontwerp moet rekening houden met de volledige emitterbreedte, bar-pitch, golflengteafhankelijke coatingprestaties en uitlijningsveranderingen door mechanische en thermische toleranties.
De arrays met onderdeelnummer zijn Klasse IV-lasercomponenten en vereisen een gecontroleerde technische omgeving tijdens testen en integratie. Het voltooide systeem moet zijn voorzien van een geschikte behuizing, interlocks, beam stops, waarschuwingsindicatoren en op de golflengte afgestemde beschermende oogmiddelen voor directe en verstrooide straling. De bedrijfstemperatuurlimieten voor ARR291P1800, ARR121C080 en ASM232P200 zijn -40 tot +70 °C, met opslag van -40 tot +85 °C. Condensatie moet worden voorkomen wanneer het apparaat of het koelmiddel onder het lokale dauwpunt werkt; waar nodig moet droge stikstof worden toegepast. Mechanische, elektrische, thermische en laserveiligheidsverificatie moet zijn voltooid voordat de array onder nominale stroom wordt geactiveerd.
Beschouw de assortimentwaarden als selectielimieten en niet als gegarandeerde waarden voor elke bestelbare configuratie. Exact optisch vermogen, golflengtetolerantie, spectrale breedte, aantal bars, koelmiddelcondities en mechanische afmetingen zijn afhankelijk van de gekozen package en het onderdeelnummer. ARR291P1800 is bijvoorbeeld een 12-bar, 1.800 W QCW H Package op 808 nm, terwijl ARR121C080 een vierbar, 80 W CW Derringer is op dezelfde nominale golflengte. Sommige oudere datasheets tonen ook een breder golflengteaanbod dan het huidige standaardbereik van 780–980 nm, waardoor de beschikbaarheid van golflengten niet tussen packages mag worden geëxtrapoleerd. De definitieve specificatie moet de bedrijfstemperatuur, het pulsprofiel, de dutycycle, de lensconfiguratie, het koelcircuit en de acceptatietestomstandigheden definiëren.
