싱글 이미터 다이오드는 레이저 소스를 위한 독립적인 개별 펌핑 요소 역할을 합니다. IPG 파이버 레이저는 바 펌핑의 단점이 없는 분산형 싱글 이미터 펌프 아키텍처를 사용합니다. 바 펌프와 달리 싱글 이미터 다이오드 중 몇 개가 고장 나도 나머지 다이오드의 성능과 신뢰성에 영향을 미치지 않습니다. 이 확장 가능한 모듈식 설계 덕분에 IPG는 유지보수가 거의 필요 없는 레이저를 제작할 수 있으며, 업계에서 가장 긴 수명 동안 지속적으로 안정적인 레이저 성능을 보장하는 중복 다이오드 펌프를 여러 개 장착할 수 있습니다. 또한 더 많은 다이오드를 추가하면 개별 다이오드에서 더 적은 전력을 필요로 하므로 에너지 효율이 크게 향상됩니다. IPG 싱글 이미터 다이오드 펌프 기술의 매우 높은 신뢰성과 효율성은 당사 실험실에서 입증되었으며 IPG 레이저의 유명한 현장 신뢰성을 통해 입증되었습니다.
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싱글 이미터 다이오드
레이저 다이오드란 무엇인가요?
레이저 다이오드는 전기를 사용하여 레이저 광선을 방출하는 반도체 장치입니다. 레이저 다이오드는 에너지 효율과 신뢰성이 매우 뛰어나지만 최대 수백 와트의 출력 전력만 방출할 수 있습니다. 따라서 대부분의 산업용 반도체, 다이오드 및 파이버 레이저는 여러 개의 다이오드를 사용하여 펌프 커플러를 통해 레이저 광을 "펌핑"한 후 광학을 사용하여 최종 출력으로 제어된 빔을 방출합니다.
이러한 레이저 다이오드가 결합되고 펌핑되는 방식의 아키텍처는 최종 레이저의 신뢰성과 효율성에 큰 영향을 미칩니다. 고유한 다이오드 기술 플랫폼을 통해 IPG 파이버 레이저는 다른 파이버 레이저보다 더 높은 출력과 우수한 빔 품질을 달성할 수 있습니다.
싱글 이미터 다이오드란 무엇인가요?
산업용 레이저 제조업체에서 사용하는 레이저 다이오드 출력을 결합하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적인 방법은 바, 바 스택 또는 모놀리식 레이저 다이오드 어레이로 알려진 대면적 칩을 따라 여러 개의 이미터를 결합하는 것으로, 싱글 바의 다이오드 이미터 수는 약 10개에서 100개까지 다양합니다. 정확한 세부 사항은 접근 방식에 따라 다르지만, 바 아키텍처는 각 다이오드가 공통 전류 소스와 열 관리 시스템을 공유하도록 합니다. 열 및 전기 누화는 바의 수명을 크게 제한하고 성능에 심각한 제약을 가하며, 일반적으로 가장 약한 이미터 또는 신뢰할 수 없는 마이크로 채널 수냉 시스템에 의해 바 또는 바 스택의 수명이 제한됩니다.
뛰어난 성능을 제공하는 IPG 다이오드
개별 이미터 출력 전력
커플링 효율성
연속파 MTBF
준연속파 MTBF
에너지 효율(파이버)
바 다이오드
개별 이미터 출력 전력1~ 2W
결합 효율50~ 75%
연속 웨이브 MTBF5,000~10,000시간
준연속파 MTBF2,000~5,000시간
에너지 효율(파이버)25~35%
IPG 싱글 이미터 펌프
개별 이미터 출력 전력6~ 10W 이상
결합 효율90~ 95%
연속 웨이브 MTBF>200,000시간
준연속파 MTBF>200,000시간
에너지 효율(파이버)50 ~ 60%
세계에서 가장 효율적인 레이저를 구동하는 IPG 다이오드
혁신적인 다이오드 아키텍처와 엄격한 품질 요건에 대한 헌신으로 오늘날 시장에서 가장 에너지 효율적인 레이저를 만들 수 있습니다. IPG 고효율 파이버 레이저의 기술에 대해 자세히 알아보세요.
자세히 알아보기IPG 다이오드 제작
IPG는 세계 최대 규모의 다이오드 제조업체 중 하나로, 매년 수메가와트의 정격 다이오드 전력이 IPG 시설에서 생산됩니다. IPG 다이오드는 통신 업계에서 검증된 기술과 공정을 사용하여 제조되며 각 웨이퍼는 엄격한 표준에 따라 인증됩니다. 최고 품질의 다이오드만을 고집하는 것은 IPG 파이버 레이저가 시장에서 가장 긴 수명과 최고의 에너지 효율을 제공하는 데 중요한 부분입니다. 싱글 이미터 다이오드 제조에는 최종 반도체 소자를 만들기 위한 여러 복잡한 단계가 포함됩니다.
(1 ) 웨이퍼 성장 (2 ) 포토리소그래피 및 식각 (3 ) 금속화 (4) 다이 분리 (5 ) 본딩 및 패키징 (6 ) 테스트 및 특성화 (7 ) 통합 및 최종 조립
1. 웨이퍼 성장: 분자 빔 에피택시(MBE)를 사용하여 웨이퍼를 공정 챔버에 적재하여 웨이퍼에 여러 층 또는 증착을 증착합니다. 반복적인 공정을 통해 p형 및 n형 물질을 증착하여 p-n 접합을 만듭니다. 전류에 의해 구동되면 이 접합부에서 레이징 상태가 발생할 수 있습니다.
2. 포토리소그래피 및 에칭: 포토리소그래피는 웨이퍼에 패턴과 다양한 영역을 정의하는 데 사용되는 프로세스입니다. 포토레지스트를 도포한 다음 마스크를 통해 노광시켜 정밀한 패턴을 만듭니다. 그런 다음 에칭 공정을 통해 정의된 패턴에 따라 원하지 않는 반도체 물질을 제거합니다. MBE 및 포토리소그래피 단계는 웨이퍼 기판에 여러 층을 쌓고 개별 다이를 정의하는 데 사용할 수 있는 반복적인 공정입니다.
3. 금속화: 웨이퍼에 금속 접점이 추가되어 전압이 인가될 때 레이저를 포함한 p형 및 n형 영역에 전기적으로 연결할 수 있습니다.
4. 다이 분리: 이 공정에는 포장하기 전에 웨이퍼를 개별 다이로 절단하는 작업이 포함됩니다.
5. 본딩 및 패키징: 그런 다음 개별 다이를 다이오드 펌프 모듈에 패키징하며, 여기에는 출력을 광케이블로 보내기 위해 관련 광학 요소와 함께 복수의 다이가 포함될 수 있습니다. 패키지는 먼지 및 기타 오염 물질과 같은 환경 요인으로부터 다이오드 어셈블리를 보호하기 위해 밀봉됩니다.
6. 테스트 및 특성화: 엄격한 품질 및 성능 특성에 충족하는지 확인하기 위해 엄격한 모듈 내구성 테스트가 수행됩니다.
7. 통합 및 최종 조립: 이 펌프 다이오드는 액티브 파이버 및 제어 전자 장치와 같은 추가 구성 요소와 함께 조립되어 완전한 레이저 소스를 만듭니다. 여러 개의 펌프 다이오드가 레이저 소스 내에서 함께 작동할 수 있도록 파이버 결합 기술을 사용하여 전력을 쉽게 확장할 수 있습니다. 분리된 펌프 다이오드 그룹과 고급 파이버 설계를 통해 조정 가능한 모드 빔과 같은 고급 기술을 구현할 수 있습니다.