Single-emitter diodes dienen als onafhankelijke, individuele pompelementen voor een laserbron. IPG fiber lasers gebruiken een gedistribueerde single-emitter pomparchitectuur die vrij is van de nadelen van bar pumping. In tegenstelling tot staafjes, heeft het falen van een aantal single-emitter diodes geen invloed op de prestaties en betrouwbaarheid van de resterende diodes. Dit schaalbare, modulaire ontwerp stelt IPG in staat om lasers te bouwen die vrijwel geen onderhoud nodig hebben en een willekeurig aantal redundante diodepompen hebben om continue betrouwbare laserprestaties te garanderen gedurende de langste levensduur in de industrie. De toevoeging van meer diodes verhoogt ook aanzienlijk de energie-efficiëntie door minder te vragen van elke afzonderlijke diode. De uitzonderlijk hoge betrouwbaarheid en efficiëntie van de IPG single-emitter diodepomptechnologie is bewezen in onze laboratoria en wordt bevestigd door de beroemde betrouwbaarheid van IPG-lasers in de praktijk.
- Home
- Single-Emitter Diodes
Single-Emitter Diodes
Wat is een laserdiode?
Laserdiodes zijn halfgeleiderapparaten die elektriciteit gebruiken om laserlicht uit te zenden. Laserdiodes zijn opmerkelijk energie-efficiënt en betrouwbaar, maar kunnen slechts een uitgangsvermogen van een paar honderd Watt uitstralen. Daarom vertrouwen de meeste industriële halfgeleider-, diode- en fiber lasers op meerdere diodes om laserlicht door een pompkoppelaar te "pompen" voordat ze optica gebruiken om een gecontroleerde bundel uit te zenden als uiteindelijke output.
De architectuur van hoe deze laserdiodes gekoppeld en gepompt worden, heeft een dramatisch effect op de betrouwbaarheid en efficiëntie van de uiteindelijke laser. Dankzij een uniek diode technologieplatform kunnen IPG fiber lasers hogere uitgangsvermogens en een superieure straalkwaliteit bereiken dan alternatieve fiber lasers.
Wat zijn Single-Emitter diodes?
Er zijn verschillende methoden voor het combineren van laserdiodevermogen die gebruikt worden door industriële laserfabrikanten. Een veelgebruikte methode is om meerdere emitters te combineren op een chip met een groot oppervlak die bekend staat als een bar, bar stack of monolithische laserdiode array, waarbij het aantal diodes emitters op een enkele bar varieert van ongeveer 10 tot 100. Hoewel de precieze details per aanpak verschillen, dwingt de bar elke diode om een gemeenschappelijke elektrische stroombron en thermisch beheersysteem te delen. Hoewel de precieze details per benadering verschillen, dwingt de staafarchitectuur elke diode om een gemeenschappelijke elektrische stroombron en thermisch managementsysteem te delen. Thermische en elektrische overspraak beperken de levensduur van staafjes aanzienlijk en leggen ernstige beperkingen op aan hun prestaties - de levensduur van een staafje of staafje wordt over het algemeen beperkt door de zwakste emitter of een onbetrouwbaar microkanaal waterkoelsysteem.
IPG diodes bieden superieure prestaties
Uitgangsvermogen individuele emitter
Koppelingsefficiëntie
Continuous Wave MTBF
Quasi-Continuous Wave MTBF
Energie-efficiëntie (In Fiber)
Bar Diodes
Uitgangsvermogen individuele zender1 tot 2 W
Koppelingsefficiëntie50 tot 75%
Continuous Wave MTBF5.000 tot 10.000 uur
Quasi-Continuous Wave MTBF2.000 tot 5.000 uur
Energie-efficiëntie (In Fiber)25 tot 35%
IPG pomp met enkele emitter
Individueel uitgangsvermogen emitter6 tot 10+ W
Koppelingsefficiëntie90 tot 95%
Continuous Wave MTBF>200.000 uur
Quasi-Continuous Wave MTBF>200.000 uur
Energie-efficiëntie (In Fiber)50 tot 60%
IPG diodes voeden 's werelds meest efficiënte lasers
Een toewijding aan innovatieve diode-architecturen en strenge kwaliteitseisen maakt het mogelijk om de meest energie-efficiënte lasers te maken die vandaag de dag op de markt zijn. Lees meer over de technologie achter de zeer efficiënte fiber lasers van IPG.
Meer te weten komenFabricage van IPG-diodes
IPG is een van de grootste diodefabrikanten ter wereld - jaarlijks rolt er vele megawatts nominaal diodevermogen uit de IPG-faciliteiten. IPG diodes worden vervaardigd met behulp van in de telecomsector bewezen technologie en processen en elke wafer wordt gekwalificeerd volgens strenge normen. De eis om alleen diodes van de hoogste kwaliteit te gebruiken is een cruciaal onderdeel van de garantie dat IPG fiber lasers de langste levensduur en hoogste energie-efficiëntie op de markt bieden. De productie van single-emitter diodes omvat een aantal ingewikkelde stappen om het uiteindelijke halfgeleiderapparaat te maken.
(1) wafergroei (2) fotolithografie en etsen (3) metallisatie (4) scheiden van matrijzen (5) hechten en verpakken (6) testen en karakteriseren (7) integratie en eindassemblage
1. Wafergroei: Met behulp van moleculaire bundelepitaxie (MBE) worden wafers in de proceskamer geladen waar meerdere lagen of afzettingen op de wafer worden afgezet. Een iteratief proces wordt gebruikt om p-type en n-type materialen af te zetten om de p-n-overgang te creëren. Wanneer er een elektrische stroom op wordt gezet, kan er een lichtgevende toestand ontstaan op deze overgang.
2. Fotolithografie en etsen: Fotolithografie is een proces dat gebruikt wordt om patronen op de wafer te maken om verschillende gebieden van de wafer te definiëren. Een fotolak wordt aangebracht en dan belicht via een masker om precieze patronen te creëren. Een etsproces wordt dan gebruikt om de ongewenste halfgeleidermaterialen te verwijderen op basis van de gedefinieerde patronen. De MBE- en fotolithografiestappen zijn een iteratief proces dat gebruikt kan worden om meerdere lagen op te bouwen en de individuele matrijs op het wafersubstraat te definiëren.
3. 3. Metallisatie: Metalen contacten worden toegevoegd aan de wafer om een elektrische verbinding met de p-type en n-type gebieden mogelijk te maken, wat onder andere zal leiden tot lasing wanneer er spanning op wordt gezet.
4. Die Separation: Bij dit proces wordt de wafer vóór het verpakken in afzonderlijke matrijzen gesneden.
5. Binding en verpakking: Afzonderlijke matrijzen worden dan verpakt in een diodepompmodule die een aantal matrijzen kan bevatten, samen met bijbehorende optische elementen om de output naar een fiber te leiden. Het pakket wordt verzegeld om de diodesamenstelling te beschermen tegen omgevingsfactoren zoals stof en andere verontreinigende stoffen.
6. Testen en karakteriseren: Rigoureuze burn-in en testen worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de module voldoet aan strenge kwaliteits- en prestatie-eisen.
7. Integratie en eindassemblage: Deze pompdiodes worden vervolgens samengevoegd met extra componenten, zoals een actieve fiber en besturingselektronica, om een volledige laserbron te creëren. Het vermogen kan eenvoudig worden geschaald met behulp van fiber combinatietechnieken om meerdere pompdiodes samen te laten werken in de laserbron. Door het creëren van gescheiden groepen van pompdiodes en geavanceerde fiber ontwerpen zijn geavanceerde technologieën zoals Adjustable Mode Beam mogelijk.
