Op it mêd fan lasers mei hege krêft binne laserbalken ûnmisbere kearnkomponinten. Se tsjinje net allinich as de fûnemintele ienheden fan enerzjyútfier, mar se belichamje ek de presyzje en yntegraasje fan moderne opto-elektronyske technyk.—wêrtroch't se de bynamme krigen hawwe: de "motor" fan lasersystemen. Mar wat is krekt de struktuer fan in laserbalke, en hoe leveret it tsientallen of sels hûnderten watt oan útfier fan mar in pear millimeter grutte? Dit artikel ûndersiket de ynterne arsjitektuer en yngenieursgeheimen efter laserbalken.
1. Wat is in laserbalke?
In laserbalke is in apparaat mei hege krêft dy't útstrielt, gearstald út meardere laserdiodechips dy't letterlik op ien substraat pleatst binne. Wylst it wurkprinsipe fergelykber is mei dat fan in inkele healgeleiderlaser, brûkt de laserbalke in yndieling mei meardere emitters om in hegere optyske krêft en in kompaktere foarmfaktor te berikken.
Laserbalken wurde in soad brûkt yn 'e yndustriële, medyske, wittenskiplike en definsjesektor, as direkte laserboarnen of as pompboarnen foar glêstriedlasers en fêste-steatlasers.
2. Strukturele gearstalling fan in laserbalke
De ynterne struktuer fan in laserbalke bepaalt direkt syn prestaasjes. It bestiet benammen út de folgjende kearnkomponinten:
①Emitters Array
Laserbalken besteane typysk út 10 oant 100 emitters (laserholtes) dy't neist elkoar pleatst binne. Elke emitter is sawat 50–150μm breed en fungearret as in ûnôfhinklik fersterkingsgebiet, mei in PN-oergong, resonante holte en golfliederstruktuer om laserljocht te generearjen en út te stjoeren. Wylst alle emitters itselde substraat diele, wurde se meastentiids elektrysk parallel of troch sônes oandreaun.
②Struktuer fan healgeleiderlaach
Yn it hert fan 'e laserbalke sit in stapel healgeleiderlagen, ynklusyf:
- P-type en N-type epitaksiale lagen (dy't de PN-oergong foarmje)
- Aktive laach (bygelyks, kwantumputstruktuer), dy't stimulearre emisje genereart
- Waveguide-laach, dy't soarget foar moduskontrôle yn laterale en fertikale rjochtingen
- Bragg-reflektors of HR/AR-coatings, dy't de rjochtingsútfier fan 'e laser ferbetterje
③Substraat- en termyske behearstruktuer
De emitters wurde groeid op in monolitysk healgeleidersubstraat (meastal GaAs). Foar effisjinte waarmteôffier wurdt de laserbalke soldearre op submounts mei hege gelieding lykas koper, W-Cu-legering of CVD-diamant, en keppele oan waarmteôffierders en aktive koelsystemen.
④Emisje-oerflak en kollimaasjesysteem
Fanwegen de grutte diverginsjehoeken fan 'e útstjoerde strielen binne laserbalken typysk foarsjoen fan mikrolensarrays (FAC/SAC) foar kollimaasje en strielfoarming. Foar bepaalde tapassingen binne ekstra optyske eleminten nedich.—lykas silindryske lenzen of prisma's—wurde brûkt om diverginsje yn fierfjild en strielkwaliteit te kontrolearjen.
3. Wichtige strukturele faktoaren dy't ynfloed hawwe op prestaasjes
De struktuer fan in laserbalke spilet in krúsjale rol by it bepalen fan syn stabiliteit, effisjinsje en libbensdoer. In oantal wichtige aspekten binne:
①Untwerp foar termysk behear
Laserbalken hawwe in hege krêfttichtens en konsintrearre waarmte. Lege termyske wjerstân is essensjeel, berikt troch AuSn-soldering of indiumbonding, kombineare mei mikrokanaalkoeling foar unifoarme waarmteôffier.
②Balkefoarming en útrjochting
Meardere emitters hawwe faak lêst fan minne koherinsje en ferkearde ôfstimming fan 'e weachfront. Presys lensûntwerp en ôfstimming binne krúsjaal foar it ferbetterjen fan 'e kwaliteit fan fierfjildstrielen.
③Stresskontrôle en betrouberens
Materiaalferskillen yn termyske útwreidingskoëffisiënten kinne liede ta kromming of mikroskeuren. Ferpakking moat ûntworpen wurde om meganyske stress evenredich te fersprieden en termyske syklusen te wjerstean sûnder degradaasje.
4. Takomstige trends yn laserbalkeûntwerp
Mei de groei fan 'e fraach nei hegere krêft, lytsere grutte en gruttere betrouberens, bliuwe laserbalkestrukturen evoluearje. Wichtige ûntwikkelingsrjochtingen omfetsje:
①Golflingte-útwreiding: Útwreidzje nei 1.5μm- en midden-ynfrareadbannen
②Miniaturisaasje: Gebrûk mooglik meitsje yn kompakte apparaten en heech yntegreare modules
③Smart Packaging: Yntegraasje fan temperatuersensors en statusfeedbacksystemen
④Hege-tichtens stapeling: Laachberekkening om kilowatt-nivo-útfier te berikken yn in kompakte foetôfdruk
5. Konklúzje
As de"hert"fan lasersystemen mei hege krêft beynfloedet it strukturele ûntwerp fan laserbalken direkt de optyske, elektryske en termyske prestaasjes fan it algemiene systeem. It yntegrearjen fan tsientallen emitters yn in struktuer fan mar in millimeter breed lit net allinich avansearre materiaal- en fabrikaazjetechniken sjen, mar fertsjintwurdiget ek it hege nivo fan yntegraasje yn hjoeddedei.'s fotonika-yndustry.
Mei it each op de takomst, om't de fraach nei effisjinte, betroubere laserboarnen bliuwt te tanimmen, sille ynnovaasjes yn 'e struktuer fan laserbalken in wichtige driuwfear bliuwe by it foarútstribjen fan 'e laseryndustry nei nije hichten.
As jo'As jo op syk binne nei saakkundige stipe yn laserbalkeferpakking, termysk behear of produktseleksje, nim dan gerêst kontakt mei ús op. Wy'binne hjir om maatwurk oplossingen te leverjen dy't passe by jo spesifike applikaasjebehoeften.
Pleatsingstiid: Jul-02-2025