ιστολόγιο περίπου Μεγάλης ισχύος Laser Diode Arrays Προχωρήστε 2micron Συνεχή λέιζερ

Φανταστείτε μια ακριβής ακτίνα λέιζερ να διαπερνά την ατμόσφαιρα της Γης από το απέραντο διάστημα, ανιχνεύοντας λεπτές διακυμάνσεις στο πεδίο του ανέμου.Αυτή η φαινομενικά μελλοντική τεχνολογία βασίζεται σε ένα κρίσιμο συστατικόΩστόσο, η σημερινή τεχνολογία LDA αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις όσον αφορά την αξιοπιστία, τη διάρκεια ζωής και την αποτελεσματικότητα.ειδικότερα όταν χρησιμεύουν ως πηγές αντλίας για σταθερά λέιζερ 2 μικρών.

Οι σειρές διόδων λέιζερ αποτελούν τον πυρήνα των συστήματος λέιζερ στερεών καταστάσεων που αντλούνται με διόδους, με την απόδοσή τους να καθορίζει άμεσα τις δυνατότητες του συνολικού συστήματος.Τα LDA παρέχουν ενέργεια στα στερεόστατα μέσα λέιζερΤο σχεδιασμό των λέιζερ στερεής κατάστασης και τα χαρακτηριστικά των υλικών λέιζερ υπαγορεύουν το μήκος κύματος λειτουργίας, τη διάρκεια παλμού, το μέγεθος της ακτίνας και το μέγεθος της ακτινοβολίας.και απαιτήσεις ισχύος των διόδων λέιζερ.

Σε σύγκριση με τα ευρέως χρησιμοποιούμενα λέιζερ 1 μm, τα λέιζερ στερεής κατάστασης υψηλής ενέργειας 2 μm παρουσιάζουν σημαντικά μεγαλύτερες προκλήσεις στις απαιτήσεις άντλησης.εφαρμογές όπως η παγκόσμια διαστημική ανίχνευση ανέμων και η απομακρυσμένη ανίχνευση αναταραχών καθαρού αέρα από αεροσκάφη απαιτούν αξιοπιστία και διάρκεια ζωής που υπερβαίνουν κατά πολύ τις τρέχουσες δυνατότητες LDA.

Οι πρόσφατες εξελίξεις στα LDA με υψηλό παλμό-πιο υψηλής ισχύος, σχεδόν συνεχών κυμάτων σε πακέτα ψύξης με αγωγιμότητα, δείχνουν υποσχέσεις για την αντιμετώπιση των μηχανικών προκλήσεων στα όργανα lidar στερεής κατάστασης.Παρά τις εξελίξεις αυτές, οι LDA που πληρούν τις απαιτήσεις του διαστημικού και αερομεταφερόμενου συνεκτικού lidar εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν ζητήματα διάρκειας ζωής και αξιοπιστίας.

Τα λέιζερ στερεής κατάστασης 2 μικρών με μέση έως υψηλή ενέργεια παλμού απαιτούν LDAς υψηλής ισχύος σχεδόν CW με ελάχιστη διάρκεια παλμού 1 χιλιοστόλεπτο σε 792 νανομέτρα.Αυτή η σχετικά μεγάλη διάρκεια παλμού συμβάλλει σημαντικά στην περιορισμένη διάρκεια ζωής της συστοιχίαςΗ θερμική πορεία στην ενεργό περιοχή θεωρείται η κύρια αιτία της ταχείας υποβάθμισης της ισχύος του LDA,ενώ η υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε πρόωρη αποτυχία.

Η ακραία αύξηση της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια των παλμών δημιουργεί σημαντική πίεση εντός των μεμονωμένων ράβδων εκπομπής λόγω τοπικής θέρμανσης και διαφόρων θερμικών ασυμφωνιών μεταξύ των ράβδων, των υποστρωμάτων,και υλικά σύνδεσηςΕνώ ο προσεκτικός σχεδιασμός της κεφαλής λέιζερ μπορεί να μετριάσει τη θερμική υποβάθμιση βελτιώνοντας την απώλεια θερμότητας και λειτουργώντας διόδους πολύ κάτω από τις μέγιστες τιμές, απαιτούνται πιο ολοκληρωμένες λύσεις.

Μια εξειδικευμένη πλατφόρμα χαρακτηρισμού δέσμης διόδων λέιζερ (LDCF) έχει αναπτυχθεί για να διερευνήσει διεξοδικά την απόδοση LDA.

• Σταθμός Χαρακτηρισμού Διοδίων Λέιζερ:Αυτός ο σταθμός αποκτά θεμελιώδεις παραμέτρους όπως ισχύ, μήκος κύματος, πλάτος γραμμής και απόδοση.Εκτελεί επίσης εξειδικευμένες μετρήσεις, όπως η θερμική διαμόρφωση προφίλ των πλευρών και των συσκευασιών των διόδων λέιζερ, ανάλυση ποιότητας δέσμης κοντινού και μακρινού πεδίου και φασματικές μετρήσεις υψηλής ανάλυσης.
• Σταθμός δοκιμών ζωής:Η αυτοματοποιημένη αυτή εγκατάσταση μπορεί να μετρήσει ταυτόχρονα οκτώ LDA χρησιμοποιώντας τυποποιημένα όργανα για ακριβή συγκριτική ανάλυση.συλλέγει και αρχειοθετεί δεδομένα, σηματοδοτεί ανωμαλίες και δημιουργεί ειδοποιήσεις όταν είναι απαραίτητο.

Για να βελτιωθεί η διάρκεια ζωής και η αποτελεσματικότητα των LDA, αναπτύχθηκε ένα ειδικά σχεδιασμένο πακέτο που ενσωματώνει έξι ράβδους εκπομπών 100W.Αυτό το πειραματικό LDA χρησιμοποιεί διαμαντένια υποστρώματα και θερμοδιαχέτες αντί για συμβατικά υποστρώματα BeO και θερμοδιαχέτες χαλκού, βελτιώνοντας σημαντικά την απομάκρυνση της θερμότητας από την ενεργό περιοχή.

Η θερμική απόδοση αξιολογήθηκε με τη λειτουργία της συστοιχίας σε σταθερό ρεύμα 80A και ρυθμό επανάληψης 10Hz, μετρώντας το μήκος κύματος εξόδου και την ηλεκτρο-οπτική απόδοση σε διάφορα πλάτη παλμών.Η συγκριτική ανάλυση αποκάλυψε ότι το πακέτο με βάση τα διαμάντια είχε χαμηλότερη θερμική αντοχή., γεγονός που δείχνει ανώτερη απώλεια θερμότητας που θα μπορούσε να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της λειτουργίας.

Οι συστοιχίες διόδων λέιζερ υψηλής ισχύος παραμένουν κρίσιμα συστατικά για τα 2-μικρονικά στερεόστατα συνεχή λέιζερ, με την απόδοσή τους να επηρεάζει άμεσα τις συνολικές δυνατότητες του συστήματος.Η τρέχουσα έρευνα επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού συσκευασίας, βελτίωση των θερμικών υλικών και διερεύνηση νέων δομών διόδων λέιζερ για την κάλυψη των απαιτητικών απαιτήσεων των προηγμένων εφαρμογών lidar.

Μέσω της συνεχούς καινοτομίας, οι ερευνητές επιδιώκουν να ξεπεράσουν τους σημερινούς περιορισμούς,να καταστεί δυνατή η ευρεία χρήση αλληλένδετων λέιζερ στερεής κατάστασης 2 μικρών σε κρίσιμες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της χαρτογράφησης πεδίου ανέμου στο διάστημα και της παρακολούθησης της ατμόσφαιρας,.