లేజర్ బార్ల నిర్మాణాన్ని ఆవిష్కరించడం: హై-పవర్ లేజర్‌ల వెనుక ఉన్న “మైక్రో అర్రే ఇంజిన్”

అధిక శక్తి లేజర్ల రంగంలో, లేజర్ బార్‌లు అనివార్యమైన ప్రధాన భాగాలు. అవి శక్తి ఉత్పత్తికి ప్రాథమిక యూనిట్లుగా పనిచేయడమే కాకుండా, ఆధునిక ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క ఖచ్చితత్వం మరియు ఏకీకరణను కూడా కలిగి ఉంటాయి.—వాటికి లేజర్ వ్యవస్థల "ఇంజిన్" అనే మారుపేరు వచ్చింది. కానీ లేజర్ బార్ యొక్క నిర్మాణం ఏమిటి, మరియు అది కొన్ని మిల్లీమీటర్ల పరిమాణం నుండి పదుల లేదా వందల వాట్ల అవుట్‌పుట్‌ను ఎలా అందిస్తుంది? ఈ వ్యాసం లేజర్ బార్‌ల వెనుక ఉన్న అంతర్గత నిర్మాణం మరియు ఇంజనీరింగ్ రహస్యాలను అన్వేషిస్తుంది.

1. లేజర్ బార్ అంటే ఏమిటి?

లేజర్ బార్ అనేది ఒకే ఉపరితలంపై పార్శ్వంగా అమర్చబడిన బహుళ లేజర్ డయోడ్ చిప్‌లతో కూడిన అధిక-శక్తి ఉద్గార పరికరం. దీని పని సూత్రం ఒకే సెమీకండక్టర్ లేజర్ మాదిరిగానే ఉన్నప్పటికీ, లేజర్ బార్ అధిక ఆప్టికల్ శక్తిని మరియు మరింత కాంపాక్ట్ ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌ను సాధించడానికి బహుళ-ఉద్గారిణి లేఅవుట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

లేజర్ బార్‌లను పారిశ్రామిక, వైద్య, శాస్త్రీయ మరియు రక్షణ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు, ప్రత్యక్ష లేజర్ వనరులుగా లేదా ఫైబర్ లేజర్‌లు మరియు సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లకు పంపు వనరులుగా.

2. లేజర్ బార్ యొక్క నిర్మాణ కూర్పు

లేజర్ బార్ యొక్క అంతర్గత నిర్మాణం దాని పనితీరును నేరుగా నిర్ణయిస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా ఈ క్రింది ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:

① (ఆంగ్లం)ఉద్గారాల శ్రేణి

లేజర్ బార్‌లు సాధారణంగా పక్కపక్కనే అమర్చబడిన 10 నుండి 100 ఉద్గారకాలను (లేజర్ కావిటీస్) కలిగి ఉంటాయి. ప్రతి ఉద్గారకం దాదాపు 50–150μమీ వెడల్పు కలిగి ఉండి, లేజర్ కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి PN జంక్షన్, రెసొనెంట్ కేవిటీ మరియు వేవ్‌గైడ్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్న స్వతంత్ర గెయిన్ రీజియన్‌గా పనిచేస్తుంది. అన్ని ఉద్గారకాలు ఒకే ఉపరితలాన్ని పంచుకున్నప్పటికీ, అవి సాధారణంగా సమాంతరంగా లేదా జోన్‌ల ద్వారా విద్యుత్తుగా నడపబడతాయి.

② (ఐదులు)సెమీకండక్టర్ లేయర్ స్ట్రక్చర్

లేజర్ బార్ యొక్క గుండె వద్ద సెమీకండక్టర్ పొరల స్టాక్ ఉంది, వాటిలో:

- P-రకం మరియు N-రకం ఎపిటాక్సియల్ పొరలు (PN జంక్షన్‌ను ఏర్పరుస్తాయి)

- ఉత్తేజిత ఉద్గారాలను ఉత్పత్తి చేసే క్రియాశీల పొర (ఉదా. క్వాంటం బావి నిర్మాణం).

- వేవ్‌గైడ్ పొర, పార్శ్వ మరియు నిలువు దిశలలో మోడ్ నియంత్రణను నిర్ధారిస్తుంది.

- బ్రాగ్ రిఫ్లెక్టర్లు లేదా HR/AR పూతలు, ఇవి లేజర్ యొక్క దిశాత్మక అవుట్‌పుట్‌ను పెంచుతాయి.

③ ③ లుసబ్‌స్ట్రేట్ మరియు థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ స్ట్రక్చర్

ఉద్గారాలను మోనోలిథిక్ సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై (సాధారణంగా GaAs) పెంచుతారు. సమర్థవంతమైన ఉష్ణ వెదజల్లడం కోసం, లేజర్ బార్‌ను రాగి, W-Cu మిశ్రమం లేదా CVD డైమండ్ వంటి అధిక-వాహకత సబ్‌మౌంట్‌లపై కరిగించి, హీట్ సింక్‌లు మరియు యాక్టివ్ కూలింగ్ సిస్టమ్‌లతో జత చేస్తారు.

④ (④)ఉద్గార ఉపరితలం మరియు కొలిమేషన్ వ్యవస్థ

ఉద్గార కిరణాల యొక్క పెద్ద డైవర్జెన్స్ కోణాల కారణంగా, లేజర్ బార్‌లు సాధారణంగా కొలిమేషన్ మరియు బీమ్ షేపింగ్ కోసం మైక్రో-లెన్స్ శ్రేణులతో (FAC/SAC) అమర్చబడి ఉంటాయి. కొన్ని అనువర్తనాల కోసం, అదనపు ఆప్టిక్స్—స్థూపాకార కటకాలు లేదా ప్రిజమ్‌లు వంటివి—దూర-క్షేత్ర వైవిధ్యం మరియు పుంజం నాణ్యతను నియంత్రించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

3. పనితీరును ప్రభావితం చేసే కీలక నిర్మాణ అంశాలు

లేజర్ బార్ యొక్క నిర్మాణం దాని స్థిరత్వం, సామర్థ్యం మరియు సేవా జీవితాన్ని నిర్ణయించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. అనేక కీలక అంశాలు:

① (ఆంగ్లం)థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ డిజైన్

లేజర్ బార్‌లు అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు సాంద్రీకృత వేడిని కలిగి ఉంటాయి. తక్కువ ఉష్ణ నిరోధకత అవసరం, దీనిని AuSn టంకం లేదా ఇండియం బంధం ద్వారా సాధించవచ్చు, ఏకరీతి ఉష్ణ వెదజల్లడం కోసం మైక్రోఛానల్ శీతలీకరణతో కలిపి.

② (ఐదులు)బీమ్ షేపింగ్ మరియు అలైన్‌మెంట్

బహుళ ఉద్గారకాలు తరచుగా పేలవమైన పొందిక మరియు తరంగముఖ తప్పు అమరికతో బాధపడతాయి. దూర-క్షేత్ర పుంజం నాణ్యతను మెరుగుపరచడానికి ఖచ్చితమైన లెన్స్ రూపకల్పన మరియు అమరిక చాలా కీలకం.

③ ③ లుఒత్తిడి నియంత్రణ మరియు విశ్వసనీయత

ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాలలో పదార్థ అసమతుల్యత వార్పింగ్ లేదా మైక్రోక్రాక్‌లకు దారితీయవచ్చు. ప్యాకేజింగ్‌ను యాంత్రిక ఒత్తిడిని సమానంగా పంపిణీ చేయడానికి మరియు క్షీణత లేకుండా ఉష్ణ చక్రాన్ని తట్టుకునేలా రూపొందించాలి.

4. లేజర్ బార్ డిజైన్‌లో భవిష్యత్తు పోకడలు

అధిక శక్తి, చిన్న పరిమాణం మరియు ఎక్కువ విశ్వసనీయత కోసం డిమాండ్ పెరుగుతున్న కొద్దీ, లేజర్ బార్ నిర్మాణాలు అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉన్నాయి. కీలక అభివృద్ధి దిశలు:

① (ఆంగ్లం)తరంగదైర్ఘ్యం విస్తరణ: 1.5 లోకి విస్తరించడంμm మరియు మధ్యస్థ పరారుణ బ్యాండ్లు

② (ఐదులు)సూక్ష్మీకరణ: కాంపాక్ట్ పరికరాలు మరియు అత్యంత ఇంటిగ్రేటెడ్ మాడ్యూళ్లలో వాడకాన్ని ప్రారంభించడం.

③ ③ లుస్మార్ట్ ప్యాకేజింగ్: ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు మరియు స్థితి అభిప్రాయ వ్యవస్థలను కలుపుకోవడం.

④ (④)అధిక-సాంద్రత స్టాకింగ్: కాంపాక్ట్ ఫుట్‌ప్రింట్‌లో కిలోవాట్-స్థాయి అవుట్‌పుట్‌ను సాధించడానికి లేయర్డ్ శ్రేణులు.

5. ముగింపు

గా"గుండె”అధిక-శక్తి లేజర్ వ్యవస్థలలో, లేజర్ బార్‌ల నిర్మాణ రూపకల్పన మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క ఆప్టికల్, ఎలక్ట్రికల్ మరియు థర్మల్ పనితీరును నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. డజన్ల కొద్దీ ఉద్గారాలను కేవలం మిల్లీమీటర్ల వెడల్పు గల నిర్మాణంలోకి అనుసంధానించడం అధునాతన పదార్థం మరియు తయారీ పద్ధతులను ప్రదర్శించడమే కాకుండా, నేటి ఉన్నత స్థాయి ఏకీకరణను కూడా సూచిస్తుంది.'ఫోటోనిక్స్ పరిశ్రమ.

భవిష్యత్తులో, సమర్థవంతమైన, విశ్వసనీయ లేజర్ వనరులకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, లేజర్ బార్ నిర్మాణంలో ఆవిష్కరణలు లేజర్ పరిశ్రమను కొత్త శిఖరాలకు తీసుకెళ్లడంలో కీలకమైన డ్రైవర్‌గా ఉంటాయి.

ఒకవేళ నువ్వు'లేజర్ బార్ ప్యాకేజింగ్, థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ లేదా ఉత్పత్తి ఎంపికలో నిపుణుల మద్దతు కోసం చూస్తున్నారా, మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి. మేము'మీ నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ అవసరాలకు సరిపోయేలా అనుకూలీకరించిన పరిష్కారాలను అందించడానికి ఇక్కడ ఉన్నాము.