Με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων εφαρμογής λέιζερ, οι απαιτήσεις για λέιζερ ημιαγωγών γίνονται επίσης όλο και υψηλότερες, οι οποίες αντικατοπτρίζονται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:
Βελτιώστε την ισχύ εξόδου, αναπτύξτε δισδιάστατες ή τρισδιάστατες συστοιχίες υψηλής ισχύος για την κάλυψη της ζήτησης ισχύος στη βιομηχανική επεξεργασία και σε άλλους τομείς. βελτίωση της απόδοσης ηλεκτρο-οπτικής μετατροπής, επίτευξη σμίκρυνσης και υψηλής απόδοσης συστημάτων λέιζερ, μείωση της πίεσης απαγωγής θερμότητας και μείωση του κόστους. βελτίωση της ποιότητας της δέσμης. βελτιώνει την αξιοπιστία, δηλαδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ελεύθερα σε υψηλή ισχύ αιχμής και εξαιρετικά σκληρά περιβάλλοντα, όπως η χρήση διαστημικών οχημάτων σε περιβάλλοντα με μεγάλη ακτινοβολία και μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας.
Βασικές Τεχνολογίες Ημιαγωγών Laser υψηλής ισχύος
Βελτιστοποίηση Στατικής Σχεδιασμού
Η ανάπτυξη λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος σχετίζεται στενά με την έρευνα και το σχεδιασμό δομών επιταξίας και τσιπ. Ο δομικός σχεδιασμός είναι η βάση των συσκευών λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Οι τρεις βασικές αρχές των λέιζερ ημιαγωγών είναι: ηλεκτρική έγχυση και περιορισμός, ηλεκτρο-οπτική μετατροπή, οπτικός περιορισμός και έξοδος, που αντιστοιχούν αντίστοιχα στον σχεδιασμό ηλεκτρικής έγχυσης, σχεδιασμός κβαντικών φρεατίων και σχεδιασμός οπτικού πεδίου δομών κυματοδηγών. Η δομική έρευνα και βελτίωση των λέιζερ ημιαγωγών βασίζεται στη συνεχή βελτιστοποίηση αυτών των τριών πτυχών, στην ανάπτυξη ασύμμετρων δομών κυματοδηγών, στη βελτιστοποίηση κβαντικών φρεατίων, κβαντικών συρμάτων, κβαντικών κουκκίδων και δομών φωτονικών κρυστάλλων, η οποία προάγει τη συνεχή βελτίωση της επίπεδο τεχνολογίας λέιζερ. Η ισχύς εξόδου και η απόδοση ηλεκτρο-οπτικής μετατροπής γίνονται όλο και υψηλότερες, η ποιότητα της δέσμης γίνεται όλο και καλύτερη και η αξιοπιστία γίνεται όλο και μεγαλύτερη.
Τεχνολογία ανάπτυξης επιταξιακού υλικού υψηλής ποιότητας
Η τεχνολογία ανάπτυξης επιταξιακού υλικού λέιζερ ημιαγωγών είναι ο πυρήνας της ανάπτυξης λέιζερ ημιαγωγών. Η διαδικασία ανάπτυξης επιταξιακού υλικού υψηλής ποιότητας, η εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα επιφανειακών ελαττωμάτων και η πυκνότητα εσωτερικού ελαττώματος είναι οι προϋποθέσεις και οι εγγυήσεις για την επίτευξη υψηλής απόδοσης ισχύος αιχμής. Επιπλέον, οι ακαθαρσίες παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στα ημιαγωγικά υλικά. Μπορεί να ειπωθεί ότι δεν υπάρχει κβαντικό λέιζερ υψηλής απόδοσης χωρίς ακριβή διαδικασία ντόπινγκ επιταξίας ημιαγωγών. Κυρίως μέσω της βελτιστοποίησης της καμπύλης ντόπινγκ, μειώνεται η επικάλυψη μεταξύ του οπτικού πεδίου και της περιοχής με έντονη πρόσμιξη, μειώνοντας έτσι την απώλεια απορρόφησης των ελεύθερων φορέων και βελτιώνοντας την απόδοση μετατροπής της συσκευής.
Τεχνολογία επεξεργασίας επιφάνειας κοιλότητας
Η εφαρμογή λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος απαιτεί συνήθως υψηλή ισχύ εξόδου λέιζερ και καλή αξιοπιστία. Το κύριο σημείο συμφόρησης που περιορίζει την ισχύ εξόδου των λέιζερ ημιαγωγών είναι η ζημιά οπτικής καταστροφής (COMD) που προκαλείται από την υποβάθμιση της επιφάνειας της κοιλότητας υπό υψηλή πυκνότητα ισχύος.
Στην περιοχή της επιφάνειας της κοιλότητας των λέιζερ ημιαγωγών, υπάρχει μεγάλος αριθμός ελαττωμάτων που οφείλονται σε διάσπαση, οξείδωση και άλλους λόγους, και αυτά τα ελαττώματα γίνονται κέντρα απορρόφησης φωτός και κέντρα ανασυνδυασμού μη ακτινοβολίας. Η θερμότητα που παράγεται από την απορρόφηση φωτός αυξάνει τη θερμοκρασία της επιφάνειας της κοιλότητας και η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί μείωση του κενού ζώνης, έτσι σχηματίζεται μια δυναμική κλίση μεταξύ της επιφάνειας της κοιλότητας και της εσωτερικής περιοχής του λέιζερ, η οποία καθοδηγεί την έγχυση φορείς στην περιοχή της επιφάνειας της κοιλότητας, που είναι πιο σημαντικό Το κύριο σημείο είναι ότι η απορρόφηση φωτός μεταξύ ζώνης ενισχύεται αφού μειωθεί το διάκενο ζώνης, και τα δύο θα αυξήσουν τη συγκέντρωση του φορέα στην επιφάνεια της κοιλότητας, θα ενισχύσουν τον μη ακτινοβόλο ανασυνδυασμό. και να αυξήσει περαιτέρω τη θερμοκρασία της επιφάνειας της κοιλότητας. Από την άλλη πλευρά, η μεγαλύτερη έγχυση ρεύματος των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος ενισχύει επίσης τον μη ακτινοβόλο ανασυνδυασμό της επιφάνειας της κοιλότητας. Είναι η διαδικασία θετικής ανάδρασης της απορρόφησης φωτός, του ανασυνδυασμού χωρίς ακτινοβολία, της αύξησης της θερμοκρασίας και της μείωσης του κενού ζώνης που προκαλεί τη γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της κοιλότητας και τελικά την καύση της επιφάνειας της κοιλότητας, δηλαδή εμφανίζεται COMD.
Η ρίζα του προβλήματος της επιφάνειας της κοιλότητας είναι η ύπαρξη ελαττωμάτων στην επιφάνεια της κοιλότητας, συμπεριλαμβανομένης της μόλυνσης, της οξείδωσης, των ελαττωμάτων υλικού κ.λπ. της επιφάνειας της κοιλότητας. Αυτά τα ελαττώματα της επιφάνειας της κοιλότητας επηρεάζουν πρώτα τη συνοχή του COMD και, δεύτερον, οδηγούν στην υποβάθμιση της συσκευής και επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Γενικά, διάφορες τεχνικές παθητικοποίησης και επίστρωσης επιφάνειας κοιλότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση ή την εξάλειψη των ελαττωμάτων και της οξείδωσης της επιφάνειας της κοιλότητας, τη μείωση της απορρόφησης φωτός της επιφάνειας της κοιλότητας και τη βελτίωση της τιμής COMD της επιφάνειας της κοιλότητας, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλή απόδοση ισχύος αιχμής .
Ολοκληρωμένη τεχνολογία συσκευασίας
Η ψύξη και η συσκευασία των τσιπ λέιζερ αποτελούν σημαντικό μέρος της κατασκευής λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος και η τεχνολογία διαμόρφωσης δέσμης λέιζερ και ενσωμάτωσης λέιζερ είναι οι κύριοι τρόποι απόκτησης λέιζερ κιλοβάτ και 10,000-watt. Λόγω της υψηλής ισχύος εξόδου και της μικρής περιοχής εκπομπής φωτός των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, η πυκνότητα θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία είναι πολύ υψηλή, γεγονός που θέτει υψηλότερες απαιτήσεις στη δομή και τη διαδικασία συσκευασίας. Η βασική τεχνολογική έρευνα της συσκευασίας λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος είναι να ξεκινήσει από τις πτυχές της θερμότητας, των υλικών συσκευασίας και του στρες, για την επίλυση του σχεδιασμού συσκευασίας της θερμικής διαχείρισης και της θερμικής καταπόνησης και για την επίτευξη τεχνολογικής ανακάλυψης στην ανάπτυξη άμεσων ημιαγωγών λέιζερ με υψηλή ισχύ, υψηλή φωτεινότητα και υψηλή αξιοπιστία.
Εφαρμογές λέιζερ ημιαγωγών
Το πεδίο της άμεσης εφαρμογής των λέιζερ ημιαγωγών έχει επεκταθεί ευρέως. Εκτός από το ότι χρησιμοποιείται ως πηγή αντλίας για λέιζερ στερεάς κατάστασης και λέιζερ ινών, χρησιμοποιείται επίσης άμεσα σε πολλούς τομείς όπως η οπτική επικοινωνία, η βιομηχανική επεξεργασία, η ιατρική ομορφιά και η παρακολούθηση φωτισμού. Τα τελευταία χρόνια, οι νέες εφαρμογές των λέιζερ ημιαγωγών σε 3D ανίχνευση, lidar, οθόνη laser και άλλα πεδία έχουν τραβήξει μεγάλη προσοχή.
Επικοινωνίες και Οπτική Αποθήκευση
Ο τομέας της οπτικής επικοινωνίας εξακολουθεί να είναι η μεγαλύτερη αγορά για εφαρμογές λέιζερ ημιαγωγών και η επικοινωνία οπτικών ινών έχει γίνει το κύριο ρεύμα της σύγχρονης τεχνολογίας επικοινωνιών. Είναι επίσης ιδανική πηγή φωτός για συστήματα οπτικής παράλληλης επεξεργασίας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οπτικούς υπολογιστές και οπτικά νευρωνικά δίκτυα. Επί του παρόντος, οι κύριες εφαρμογές στον τομέα της οπτικής επικοινωνίας είναι τα λέιζερ ημιαγωγών InGaAsP/InP 1,3 μm και 1,55 μm. Το κόκκινο λέιζερ και το μπλε λέιζερ, που χρησιμοποιούνται κυρίως σε οπτικές πληροφορίες και αποθήκευση, μπορούν να πραγματοποιήσουν αποθήκευση και επεξεργασία πληροφοριών υψηλής πυκνότητας.
αντλία πηγή φωτός
Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία λέιζερ ημιαγωγών και τα λέιζερ ινών είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πεδία των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Ως πηγή άντλησης, τα λέιζερ ημιαγωγών έχουν τα αναντικατάστατα πλεονεκτήματα άλλων πηγών φωτός και τα λέιζερ ινών έχουν γίνει η αγορά άντλησης με τη μεγαλύτερη επιρροή τα τελευταία πέντε χρόνια. Η πηγή αντλίας χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: έξοδο ινών συζευγμένων με ένα τσιπ και ίνα συζευγμένη με ράβδο. Συνήθως χρησιμοποιείται 105 μm/NA0.22 ίνα με συνεχή έξοδο 30-120 W; Ίνα 200 μm/NA0.22 με συνεχή έξοδο 50-300 W, με μήκη κύματος που καλύπτουν 808-976 nm.
Οθόνη λέιζερ και ιατρική
Η οθόνη λέιζερ έχει τεράστιες δυνατότητες στην αγορά λόγω των πλεονεκτημάτων της στη μεγάλη χρωματική γκάμα, την υψηλή φωτεινότητα, τη μεγάλη διάρκεια ζωής και την εύκολη υλοποίηση της οθόνης μεγάλης οθόνης. Προκειμένου να αποκτήσετε καλύτερη οπτική εμπειρία, όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος του κόκκινου λέιζερ που χρησιμοποιείται για την εμφάνιση λέιζερ, τόσο καλύτερη οπτική εμπειρία μπορεί να αποκτηθεί. Για παράδειγμα, ο συντελεστής ευαισθησίας του ανθρώπινου ματιού στα 640 nm είναι 3 φορές μεγαλύτερος από αυτόν των 660 nm. Ωστόσο, για τα κόκκινα λέιζερ ημιαγωγών AlGaInP, όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μεγαλύτερο είναι το χάσμα ζώνης του υλικού της ενεργής περιοχής και οι φορείς είναι πιο πιθανό να υπερχειλίσουν από την ενεργό περιοχή στο στρώμα περιορισμού, μειώνοντας την απόδοση και την αξιοπιστία του λέιζερ. Λαμβάνοντας υπόψη διάφορους παράγοντες, το μήκος κύματος του κόκκινου λέιζερ για εμφάνιση λέιζερ είναι γενικά 640 nm. Στον τομέα της ιατρικής θεραπείας με λέιζερ, η χρήση των κόκκινων λέιζερ 650-680 nm γίνεται επίσης όλο και πιο εντυπωσιακή και έχει χρησιμοποιηθεί καλά στη φυσικοθεραπεία, την ανίχνευση κυττάρων, τη φωτοδυναμική θεραπεία κ.λπ.
βιομηχανική επεξεργασία
Ο τομέας της επεξεργασίας υλικών είναι επί του παρόντος το δεύτερο μεγαλύτερο πεδίο εφαρμογής λέιζερ και είναι επίσης ο ταχύτερα αναπτυσσόμενος τομέας πρόσφατα, χάρη στην ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ ινών. Η επεξεργασία με λέιζερ βασίζεται στη φωτοθερμική επεξεργασία διαφόρων υλικών. Κάτω από διαφορετικές πυκνότητες ισχύος λέιζερ, η επιφάνεια του υλικού υφίσταται αλλαγές όπως αύξηση θερμοκρασίας, τήξη, αεριοποίηση και φωτόπλασμα. Ανάλογα με το βαθμό αλλαγής της επιφάνειας, σχηματίζεται η ανόπτηση και η επένδυση. , συγκόλληση, κοπή, διάτρηση και άλλες διαφορετικές εφαρμογές.
παρακολούθηση φωτισμού
Με την ενίσχυση της ευαισθητοποίησης των πολιτών σχετικά με τις προφυλάξεις ασφαλείας, οι απαιτήσεις για κάμερες παρακολούθησης γίνονται όλο και υψηλότερες, ειδικά σε ειδικές περιπτώσεις όπως η άμυνα των συνόρων/ακτών, η πρόληψη των δασικών πυρκαγιών και η σιδηροδρομική κυκλοφορία. Η παρακολούθηση με λέιζερ έχει τα πλεονεκτήματα της μεγάλης απόστασης ανίχνευσης, της υψηλής αξιοπιστίας, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της υψηλής ευκρίνειας και έχει αναπτυχθεί γρήγορα σε εφαρμογές παρακολούθησης μεγάλων αποστάσεων. Τα λέιζερ ημιαγωγών που αντιπροσωπεύονται από 940 nm έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε σιδηροδρομικές γραμμές υψηλής ταχύτητας, αυτοκινητόδρομους, πρόληψη δασικών πυρκαγιών, άμυνα συνόρων και ακτών και σε άλλους τομείς.
Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, τα ίδια τα λέιζερ ημιαγωγών έχουν μεγάλα περιθώρια επέκτασης όσον αφορά την ισχύ, το μήκος κύματος και τις μεθόδους εργασίας και προωθούν περαιτέρω την ανάπτυξη αναδυόμενων βιομηχανιών όπως η οθόνη με λέιζερ, η ευφυής αναγνώριση με λέιζερ, η εικονική πραγματικότητα, η μηχανική κατεργασία ακριβείας και ιατρικές εξετάσεις. Με την άνοδο, τα λέιζερ ημιαγωγών, ως βασικά εξαρτήματα, έχουν εισέλθει σε χιλιάδες νοικοκυριά και διαδραματίζουν ολοένα και σημαντικότερο ρόλο σε διάφορους τομείς της εθνικής οικονομίας και της διαβίωσης των ανθρώπων.
Καλώς ήρθατε, επικοινωνήστε μαζί μας για περισσότερες λεπτομέρειες:
Whatsapp/Skype/Wechat: 0086 181 5840 0345
Email: info@brandnew-china.com