उच्च-शक्ति लेजरहरूको क्षेत्रमा, लेजर बारहरू अपरिहार्य मुख्य घटकहरू हुन्। तिनीहरूले ऊर्जा उत्पादनको आधारभूत एकाइहरूको रूपमा मात्र काम गर्दैनन्, तर तिनीहरूले आधुनिक अप्टोइलेक्ट्रोनिक इन्जिनियरिङको परिशुद्धता र एकीकरणलाई पनि मूर्त रूप दिन्छन्।-लेजर प्रणालीहरूको "इन्जिन" उपनाम पाएर। तर लेजर बारको संरचना वास्तवमा के हो, र यसले केही मिलिमिटर आकारबाट दशौं वा सयौं वाट आउटपुट कसरी प्रदान गर्छ? यस लेखले लेजर बारहरू पछाडिको आन्तरिक वास्तुकला र इन्जिनियरिङ रहस्यहरूको अन्वेषण गर्दछ।
१. लेजर बार भनेको के हो?
लेजर बार भनेको एकल सब्सट्रेटमा पार्श्व रूपमा व्यवस्थित धेरै लेजर डायोड चिप्सबाट बनेको उच्च-शक्ति उत्सर्जक उपकरण हो। यसको कार्य सिद्धान्त एकल अर्धचालक लेजर जस्तै भए पनि, लेजर बारले उच्च अप्टिकल पावर र थप कम्प्याक्ट फारम कारक प्राप्त गर्न बहु-उत्सर्जक लेआउट प्रयोग गर्दछ।
लेजर बारहरू औद्योगिक, चिकित्सा, वैज्ञानिक र रक्षा क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, या त प्रत्यक्ष लेजर स्रोतको रूपमा वा फाइबर लेजर र ठोस-अवस्था लेजरहरूको लागि पम्प स्रोतको रूपमा।
२. लेजर बारको संरचनात्मक संरचना
लेजर बारको आन्तरिक संरचनाले यसको कार्यसम्पादन प्रत्यक्ष रूपमा निर्धारण गर्छ। यसमा मुख्यतया निम्न मुख्य घटकहरू हुन्छन्:
①उत्सर्जक एरे
लेजर बारहरूमा सामान्यतया १० देखि १०० उत्सर्जकहरू (लेजर गुहाहरू) हुन्छन् जुन छेउछाउमा मिलाएर राखिन्छन्। प्रत्येक उत्सर्जक लगभग ५० हुन्छ-१५०μm चौडा छ र लेजर प्रकाश उत्पन्न गर्न र उत्सर्जन गर्न PN जंक्शन, रेजोनन्ट गुहा, र वेभगाइड संरचना सहितको स्वतन्त्र लाभ क्षेत्रको रूपमा कार्य गर्दछ। सबै उत्सर्जकहरूले एउटै सब्सट्रेट साझा गर्दा, तिनीहरू सामान्यतया समानान्तर वा क्षेत्रहरूद्वारा विद्युतीय रूपमा संचालित हुन्छन्।
②अर्धचालक तह संरचना
लेजर बारको मुटुमा अर्धचालक तहहरूको थुप्रो हुन्छ, जसमा समावेश छन्:
- P-प्रकार र N-प्रकार एपिटेक्सियल तहहरू (PN जंक्शन बनाउने)
- सक्रिय तह (जस्तै, क्वान्टम वेल संरचना), जसले उत्तेजित उत्सर्जन उत्पन्न गर्दछ
- वेभगाइड तह, पार्श्व र ठाडो दिशाहरूमा मोड नियन्त्रण सुनिश्चित गर्दै
- ब्र्याग रिफ्लेक्टर वा HR/AR कोटिंग्स, जसले लेजरको दिशात्मक आउटपुट बढाउँछ।
③सब्सट्रेट र थर्मल व्यवस्थापन संरचना
उत्सर्जकहरू मोनोलिथिक अर्धचालक सब्सट्रेट (सामान्यतया GaAs) मा हुर्काइन्छ। कुशल ताप अपव्ययको लागि, लेजर बारलाई तामा, W-Cu मिश्र धातु, वा CVD हीरा जस्ता उच्च-चालकता सबमाउन्टहरूमा सोल्डर गरिन्छ, र ताप सिङ्कहरू र सक्रिय शीतलन प्रणालीहरूसँग जोडिन्छ।
④उत्सर्जन सतह र कोलिमेशन प्रणाली
उत्सर्जित बीमहरूको ठूलो विचलन कोणहरूको कारणले गर्दा, लेजर बारहरू सामान्यतया कोलिमेशन र बीम आकार दिनको लागि माइक्रो-लेन्स एरेहरू (FAC/SAC) ले सुसज्जित हुन्छन्। निश्चित अनुप्रयोगहरूको लागि, अतिरिक्त अप्टिक्स-जस्तै बेलनाकार लेन्स वा प्रिज्महरू-टाढा-क्षेत्र विचलन र बीम गुणस्तर नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
३. कार्यसम्पादनलाई प्रभाव पार्ने प्रमुख संरचनात्मक कारकहरू
लेजर बारको संरचनाले यसको स्थिरता, दक्षता र सेवा जीवन निर्धारण गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। धेरै प्रमुख पक्षहरू समावेश छन्:
①थर्मल व्यवस्थापन डिजाइन
लेजर बारहरूमा उच्च शक्ति घनत्व र केन्द्रित ताप हुन्छ। कम तापीय प्रतिरोध आवश्यक छ, जुन AuSn सोल्डरिङ वा इन्डियम बन्धन मार्फत प्राप्त गरिन्छ, एकरूप ताप अपव्ययको लागि माइक्रोच्यानल कूलिंगसँग मिलाएर।
②बीम आकार र पङ्क्तिबद्धता
धेरै उत्सर्जकहरू प्रायः कमजोर सुसंगतता र वेभफ्रन्ट गलत अलाइनमेन्टबाट ग्रस्त हुन्छन्। टाढा-क्षेत्र बीम गुणस्तर सुधार गर्न प्रेसिजन लेन्स डिजाइन र पङ्क्तिबद्धता महत्त्वपूर्ण छ।
③तनाव नियन्त्रण र विश्वसनीयता
थर्मल एक्सपेन्सन गुणांकमा सामग्रीको बेमेलले वार्पिङ वा माइक्रोक्र्याक निम्त्याउन सक्छ। प्याकेजिङलाई मेकानिकल तनाव समान रूपमा वितरण गर्ने र ह्रास बिना थर्मल साइकल चलाउने सामना गर्ने गरी डिजाइन गरिएको हुनुपर्छ।
४. लेजर बार डिजाइनमा भविष्यका प्रवृत्तिहरू
उच्च शक्ति, सानो आकार र बढी विश्वसनीयताको माग बढ्दै जाँदा, लेजर बार संरचनाहरू विकसित हुँदै जान्छन्। प्रमुख विकास दिशाहरू समावेश छन्:
①तरंगदैर्ध्य विस्तार: १.५ मा विस्तार हुँदैμm र मध्य-इन्फ्रारेड ब्यान्डहरू
②लघुकरण: कम्प्याक्ट उपकरणहरू र उच्च एकीकृत मोड्युलहरूमा प्रयोग सक्षम पार्दै
③स्मार्ट प्याकेजिङ: तापक्रम सेन्सर र स्थिति प्रतिक्रिया प्रणालीहरू समावेश गर्दै
④उच्च-घनत्व स्ट्याकिङ: कम्प्याक्ट फुटप्रिन्टमा किलोवाट-स्तर आउटपुट प्राप्त गर्न तहबद्ध एरेहरू
५. निष्कर्ष
को रूपमा"मुटु"उच्च-शक्ति लेजर प्रणालीहरूको सन्दर्भमा, लेजर बारहरूको संरचनात्मक डिजाइनले समग्र प्रणालीको अप्टिकल, विद्युतीय र थर्मल कार्यसम्पादनलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव पार्छ। दर्जनौं उत्सर्जकहरूलाई मिलिमिटर चौडा संरचनामा एकीकृत गर्नाले उन्नत सामग्री र निर्माण प्रविधिहरू मात्र प्रदर्शन गर्दैन, तर आजको एकीकरणको उच्च स्तरलाई पनि प्रतिनिधित्व गर्दछ।'s फोटोनिक्स उद्योग।
भविष्यलाई हेर्दा, कुशल, भरपर्दो लेजर स्रोतहरूको माग बढ्दै जाँदा, लेजर बार संरचनामा भएका आविष्कारहरू लेजर उद्योगलाई नयाँ उचाइमा पुर्याउन प्रमुख चालक रहनेछन्।
यदि तिमी'लेजर बार प्याकेजिङ, थर्मल व्यवस्थापन, वा उत्पादन चयनमा विशेषज्ञ सहयोग खोज्दै हुनुहुन्छ भने, हामीलाई सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्। हामी'तपाईंको विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताहरू मिलाउन अनुकूलित समाधानहरू प्रदान गर्न यहाँ छौं।
पोस्ट समय: जुलाई-०२-२०२५