不斷增長的市場機遇—關(guan) 於(yu) 對DPL產(chan) 品的市場需求

 隨著各行各業(ye) 對固體(ti) 激光器需求的不斷擴大，對二極管泵浦增益模塊的需求也在不斷增加。製造業(ye) 、醫療保健、國防和科學研究等行業(ye) 的精密應用都依賴於(yu) 固體(ti) 激光器。作為(wei) 固體(ti) 激光器主要組件的二極管泵浦增益模塊具有高功率泵浦效率、CW/QCW工作模式、出色的光束質量和穩定性、緊湊的設計以及不斷增長的市場機會(hui) ，這些因素推動了對該模塊的極大需求。這些模塊在實現各種工業(ye) 、醫療和科學應用中固態激光器的高效可靠運行方麵發揮著至關(guan) 重要的作用。

二極管泵浦增益模塊最新技術亮相

亮點光電集團一直致力於(yu) 各種高功率半導體(ti) 激光器件及係統的全國產(chan) 化技術開發和產(chan) 品研製，公司立足行業(ye) 內(nei) 成熟技術經驗，重點聚焦聚光腔設計加工技術、均勻泵浦技術、多維/多環疊加技術等，在泵浦功率量級、工作模式上取得可喜突破，目前泵浦功率可達十萬(wan) 瓦量級、從(cong) 小占空比脈衝(chong) 、準連續到長脈寬脈衝(chong) 、連續工作模式上均可覆蓋。

產(chan) 品應用

二極管泵浦增益模塊是一種用固體(ti) 激光材料作為(wei) 工作物質的新型激光器。該類型的激光器利用輸出固定波長的半導體(ti) 激光器代替了傳(chuan) 統的氪燈或氙燈來對激光晶體(ti) 進行泵浦，從(cong) 而取得了嶄新的發展，被稱為(wei) 第二代的激光器。這是一種高效率、長壽命、光束質量高、穩定性好、結構緊湊小型化的第二代新型固體(ti) 激光器，已在空間通訊，微納加工，大氣研究，環境科學，醫療器械，光學圖象處理等高科技領域有著獨具特色的應用前景。

產(chan) 品特點：

★高功率泵浦能力：    

二極管泵浦增益模塊需要高效、高功率的泵浦源才能實現最佳性能。二極管泵浦增益模塊可提供強大的泵浦光功率，有效地泵浦固體(ti) 激光器中的增益介質。它們(men) 的高功率輸出可產(chan) 生很高的平均功率（或峰值功率），從(cong) 而在工業(ye) 、醫療和科學領域實現廣泛應用。

★ CW/QCW工作模式：

二極管泵浦增益模塊的工作模式結合了連續波激光器和脈衝(chong) 激光器的優(you) 點，而連續波激光器和脈衝(chong) 激光器之間的主要區別之一是它們(men) 的功率輸出。連續波激光器又稱CW激光器，指擁有穩定工作狀態，可發出連續激光的激光器。準連續波激光器又稱QCW激光器，準連續波發射可提供更高的峰值功率輸出，同時與(yu) 連續波激光器相比，脈衝(chong) 持續時間更短。這樣就能有效地將能量傳(chuan) 遞到固體(ti) 激光增益介質，從(cong) 而提高性能和效率。

★出色的光束質量和穩定性：      

二極管泵浦增益模塊具有優(you) 異的光束質量和穩定性，這對於(yu) 實現精確可控的激光輸出至關(guan) 重要。模塊的設計可產(chan) 生清晰穩定的光束輪廓，確保為(wei) 固體(ti) 激光器提供可靠穩定的泵浦。這一特性對於(yu) 激光材料加工、激光切割和科學研究等對光束質量要求較高的應用尤為(wei) 重要。

★緊湊可靠的設計：      

二極管泵浦增益模塊外形緊湊，因其模塊化組成特點，可輕鬆集成到現有的固體(ti) 激光器係統中。其堅固的結構和高可靠性的組件可確保長期的可靠性，最大限度地減少停機時間和維護成本。這種可靠性對於(yu) 工業(ye) 製造或醫療程序等必須連續運行的應用至關(guan) 重要。

主要技術指標：

  在連續或脈衝(chong) 激光器中，激光介質吸收泵浦輻射產(chan) 生的熱與(yu) 外部對介質的冷卻導致激光介質內(nei) 部的溫度分布不均勻，產(chan) 生溫度梯度，引起介質折射率發生變化，進而產(chan) 生各種熱效應。增益介質內(nei) 部的熱沉積導致產(chan) 生的熱透鏡效應和熱致雙折射效應，在激光係統中產(chan) 生一定的耗，影響腔內(nei) 激光的穩定性和輸出光束的品質。

   在連續運轉的激光係統中，隨著泵浦功率的不斷增加，增益介質內(nei) 的熱應力也發生變化。係統中存在的各類熱效應，嚴(yan) 重影響整個(ge) 激光係統獲得更好光束質量好更高輸出功率。由於(yu) 泵浦功率較大，激光介質在工作時會(hui) 吸收大量的熱而產(chan) 生熱透鏡效應，嚴(yan) 重影響激光的輸出性能，此時激光可以近似的等效成一個(ge) 焦距較為(wei) 廣的透鏡，如下圖：

   在研發大功率二級管泵浦增益模塊的項目中，亮點光電研製出本次發布的新品——G2-A模塊，該二級管泵浦增益模塊極大的解決(jue) 了含熱透鏡腔導致的光束質量差和功率低的問題，使模塊在獲得高光束質量的同時得到較高的功率。

產(chan) 品參數

功率曲線

G2-A模塊圖紙如下：

G2-A泵浦熒光光斑如下：

我們(men) 的產(chan) 品優(you) 勢

瞬態熱管理技術

    二極管泵浦增益模塊多應用於(yu) 準連續脈衝(chong) 式（QCW）高峰值功率輸出和連續式（CW）高平均功率輸出。對於(yu) 二極管泵浦增益模塊，熱沉高度與(yu) 芯片間距（即襯底與(yu) 芯片的厚度和）均對產(chan) 品的散熱能力有明顯影響。當芯片之間的間距較大時，將獲得較好的散熱效果，但產(chan) 品的體(ti) 積將隨之增大。反之，若芯片間距減小，產(chan) 品體(ti) 積將減小，但產(chan) 品散熱能力可能不足。如何利用最精簡的體(ti) 積設計出最優(you) 且滿足散熱需求的半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光器是設計中的一項難點。 亮點光電應用有限元的方法對器件的溫度場進行模擬和計算。采用固體(ti) 熱傳(chuan) 導穩態熱模擬與(yu) 液體(ti) 溫度熱模擬相結合的方式進行熱管理，針對相對應的工作條件，模擬產(chan) 品在固體(ti) 熱傳(chuan) 導穩態熱條件下，最佳芯片間距及排布，使產(chan) 品擁有良好的散熱能力，較低的峰值溫度，並且擁有最精簡的結構。

封裝優(you) 勢

    亮點光電封裝工藝使用金錫焊料代替傳(chuan) 統銦焊料封裝，避免銦焊料引起的熱疲勞、電遷移和電熱遷移問題，以提高產(chan) 品可靠性及壽命。在保證巴條間距不變的前提下，使用金錫焊料代替傳(chuan) 統銦焊料封裝，提高產(chan) 品可靠性及壽命。大功率半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光器的封裝技術中，由於(yu) 銦（In）金屬具有熔點低、焊接應力小、易操作，以及良好的塑性形變和浸潤性等優(you) 點，被國際上較多廠商采用作為(wei) 焊接材料。但是對於(yu) 連續工作應用條件下的半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光器，交變應力會(hui) 使銦焊接層發生應力疲勞，進而使產(chan) 品失效。尤其是在高低溫和長脈寬的使用條件，銦焊接的失效速率非常明顯。傳(chuan) 統半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光器多在低脈寬條件下使用，其使用壽命有較大局限。亮點光電為(wei) 了在保持各項性能指標的一致性的同時提高大功率半導體(ti) 激光器的可靠性，采用硬焊料（Hard Solder）金錫（AuSn）作為(wei) 新型的封裝材料。采用熱膨脹係數匹配的襯底材料（CTE-Matched Submount），有效釋放熱應力，很好地解決(jue) 硬焊料製備方麵可能遇到的技術問題。襯底材料(submount)能夠同半導體(ti) 芯片進行焊接的一個(ge) 必要條件是表麵金屬化。表麵金屬化是在襯底材料的表麵形成一層擴散阻隔層和焊接浸潤層。其目的一方麵是能夠阻隔焊料向襯底材料擴散，另一方麵是要加強焊料同襯底材料的焊接能力，防止焊料層出現空洞。表麵金屬化還能夠防止襯底材料表麵氧化和濕氣入侵，減少焊接過程中的接觸電阻，進而提高焊接強度和產(chan) 品可靠性。采用硬焊料AuSn作為(wei) 半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光器的焊接材料，能有效避免銦的應力疲勞、氧化和電熱遷移等缺陷，大幅提高半導體(ti) 激光器的可靠性以及激光器的使用壽命。采用金錫封裝技術可克服銦焊料的電遷移和電熱遷移的問題。