उच्च-शक्तीच्या लेसरच्या क्षेत्रात, लेसर बार हे अपरिहार्य मुख्य घटक आहेत. ते केवळ ऊर्जा उत्पादनाचे मूलभूत एकके म्हणून काम करत नाहीत तर ते आधुनिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अभियांत्रिकीची अचूकता आणि एकात्मता देखील मूर्त रूप देतात.—त्यांना लेसर सिस्टीमचे "इंजिन" असे टोपणनाव मिळाले. पण लेसर बारची रचना नेमकी काय असते आणि ते काही मिलिमीटर आकारातून दहापट किंवा शेकडो वॅट्स आउटपुट कसे देते? हा लेख लेसर बारमागील अंतर्गत वास्तुकला आणि अभियांत्रिकी रहस्ये एक्सप्लोर करतो.
१. लेसर बार म्हणजे काय?
लेसर बार हे एक उच्च-शक्तीचे उत्सर्जक उपकरण आहे जे एकाच सब्सट्रेटवर बाजूने मांडलेल्या अनेक लेसर डायोड चिप्सपासून बनलेले असते. त्याचे कार्य तत्व एकाच सेमीकंडक्टर लेसरसारखेच असले तरी, लेसर बार उच्च ऑप्टिकल पॉवर आणि अधिक कॉम्पॅक्ट फॉर्म फॅक्टर प्राप्त करण्यासाठी मल्टी-एमिटर लेआउट वापरतो.
लेसर बार औद्योगिक, वैद्यकीय, वैज्ञानिक आणि संरक्षण क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, एकतर थेट लेसर स्रोत म्हणून किंवा फायबर लेसर आणि सॉलिड-स्टेट लेसरसाठी पंप स्रोत म्हणून.
२. लेसर बारची संरचनात्मक रचना
लेसर बारची अंतर्गत रचना थेट त्याची कार्यक्षमता ठरवते. त्यात प्रामुख्याने खालील मुख्य घटक असतात:
①एमिटर अॅरे
लेसर बारमध्ये साधारणपणे १० ते १०० उत्सर्जक (लेसर पोकळी) असतात जे शेजारी शेजारी व्यवस्थित असतात. प्रत्येक उत्सर्जक सुमारे ५० असतो–१५०μमीटर रुंद आहे आणि स्वतंत्र लाभ क्षेत्र म्हणून कार्य करते, ज्यामध्ये पीएन जंक्शन, रेझोनंट पोकळी आणि लेसर प्रकाश निर्माण करण्यासाठी आणि उत्सर्जित करण्यासाठी वेव्हगाइड रचना असते. सर्व उत्सर्जक समान सब्सट्रेट सामायिक करतात, परंतु ते सहसा समांतर किंवा झोनद्वारे विद्युतरित्या चालवले जातात.
②सेमीकंडक्टर लेयर स्ट्रक्चर
लेसर बारच्या मध्यभागी अर्धसंवाहक थरांचा एक ढीग आहे, ज्यामध्ये हे समाविष्ट आहे:
- पी-टाइप आणि एन-टाइप एपिटॅक्सियल लेयर्स (पीएन जंक्शन तयार करणारे)
- सक्रिय थर (उदा., क्वांटम वेल स्ट्रक्चर), जो उत्तेजित उत्सर्जन निर्माण करतो
- वेव्हगाइड थर, बाजूकडील आणि उभ्या दिशांमध्ये मोड नियंत्रण सुनिश्चित करते.
- ब्रॅग रिफ्लेक्टर किंवा एचआर/एआर कोटिंग्ज, जे लेसरचे दिशात्मक आउटपुट वाढवतात.
③सब्सट्रेट आणि थर्मल व्यवस्थापन रचना
उत्सर्जक एका मोनोलिथिक सेमीकंडक्टर सब्सट्रेटवर (सामान्यतः GaAs) वाढवले जातात. कार्यक्षम उष्णता नष्ट करण्यासाठी, लेसर बारला तांबे, W-Cu मिश्र धातु किंवा CVD डायमंड सारख्या उच्च-चालकता सबमाउंटवर सोल्डर केले जाते आणि उष्णता सिंक आणि सक्रिय शीतकरण प्रणालींसह जोडले जाते.
④उत्सर्जन पृष्ठभाग आणि कोलिमेशन सिस्टम
उत्सर्जित बीमच्या मोठ्या विचलन कोनांमुळे, लेसर बार सामान्यतः कोलिमेशन आणि बीम आकार देण्यासाठी मायक्रो-लेन्स अॅरे (FAC/SAC) ने सुसज्ज असतात. काही अनुप्रयोगांसाठी, अतिरिक्त ऑप्टिक्स—जसे की दंडगोलाकार लेन्स किंवा प्रिझम—दूर-क्षेत्रातील विचलन आणि बीम गुणवत्ता नियंत्रित करण्यासाठी वापरले जातात.
३. कामगिरीवर परिणाम करणारे प्रमुख संरचनात्मक घटक
लेसर बारची रचना त्याची स्थिरता, कार्यक्षमता आणि सेवा आयुष्य निश्चित करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. अनेक प्रमुख पैलूंमध्ये हे समाविष्ट आहे:
①थर्मल मॅनेजमेंट डिझाइन
लेसर बारमध्ये उच्च पॉवर घनता आणि केंद्रित उष्णता असते. कमी थर्मल प्रतिरोध आवश्यक आहे, जो AuSn सोल्डरिंग किंवा इंडियम बाँडिंगद्वारे प्राप्त केला जातो, एकसमान उष्णता नष्ट होण्यासाठी मायक्रोचॅनेल कूलिंगसह एकत्रित केला जातो.
②बीम आकार देणे आणि संरेखन
अनेक उत्सर्जकांना अनेकदा खराब सुसंगतता आणि वेव्हफ्रंट चुकीच्या संरेखनाचा त्रास होतो. दूर-क्षेत्रातील बीमची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी अचूक लेन्स डिझाइन आणि संरेखन महत्त्वाचे आहे.
③ताण नियंत्रण आणि विश्वासार्हता
थर्मल एक्सपेंशन गुणांकांमध्ये विसंगतीमुळे मटेरियलमध्ये वर्पिंग किंवा मायक्रोक्रॅक होऊ शकतात. पॅकेजिंगची रचना अशा प्रकारे केली पाहिजे की यांत्रिक ताण समान रीतीने वितरित केला जाईल आणि ऱ्हास न होता थर्मल सायकलिंग सहन करावे लागेल.
४. लेसर बार डिझाइनमधील भविष्यातील ट्रेंड
उच्च शक्ती, लहान आकार आणि अधिक विश्वासार्हतेची मागणी वाढत असताना, लेसर बार संरचना विकसित होत राहतात. प्रमुख विकास दिशानिर्देशांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
①तरंगलांबी विस्तार: १.५ पर्यंत वाढणेμमीटर आणि मिड-इन्फ्रारेड बँड
②लघुकरण: कॉम्पॅक्ट उपकरणांमध्ये आणि अत्यंत एकात्मिक मॉड्यूल्समध्ये वापर सक्षम करणे
③स्मार्ट पॅकेजिंग: तापमान सेन्सर्स आणि स्थिती अभिप्राय प्रणालींचा समावेश
④उच्च-घनता स्टॅकिंग: कॉम्पॅक्ट फूटप्रिंटमध्ये किलोवॅट-स्तरीय आउटपुट साध्य करण्यासाठी स्तरित अॅरे
५. निष्कर्ष
म्हणून"हृदय"उच्च-शक्तीच्या लेसर प्रणालींमध्ये, लेसर बारची स्ट्रक्चरल रचना संपूर्ण प्रणालीच्या ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल आणि थर्मल कामगिरीवर थेट परिणाम करते. फक्त मिलिमीटर रुंदीच्या संरचनेत डझनभर उत्सर्जकांचे एकत्रीकरण करणे केवळ प्रगत सामग्री आणि फॅब्रिकेशन तंत्रांचे प्रदर्शन करत नाही तर आजच्या काळात उच्च पातळीचे एकात्मता देखील दर्शवते.'s फोटोनिक्स उद्योग.
भविष्यात, कार्यक्षम, विश्वासार्ह लेसर स्रोतांची मागणी वाढत असताना, लेसर बार रचनेतील नवकल्पना लेसर उद्योगाला नवीन उंचीवर नेण्यासाठी एक प्रमुख चालक राहतील.
जर तुम्ही'लेसर बार पॅकेजिंग, थर्मल मॅनेजमेंट किंवा उत्पादन निवडीमध्ये तज्ञांच्या मदतीची आवश्यकता असल्यास, आमच्याशी संपर्क साधा. आम्ही'तुमच्या विशिष्ट अनुप्रयोग गरजांशी जुळणारे अनुकूलित उपाय प्रदान करण्यासाठी येथे आहोत.
पोस्ट वेळ: जुलै-०२-२०२५