લેસર બાર્સની રચનાનું અનાવરણ: હાઇ-પાવર લેસર પાછળનું "માઇક્રો એરે એન્જિન"

ઉચ્ચ-શક્તિવાળા લેસરોના ક્ષેત્રમાં, લેસર બાર અનિવાર્ય મુખ્ય ઘટકો છે. તેઓ માત્ર ઉર્જા ઉત્પાદનના મૂળભૂત એકમો તરીકે જ સેવા આપતા નથી, પરંતુ તેઓ આધુનિક ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક એન્જિનિયરિંગની ચોકસાઇ અને એકીકરણને પણ રજૂ કરે છે.-તેમને ઉપનામ મળ્યું: લેસર સિસ્ટમ્સનું "એન્જિન". પરંતુ લેસર બારનું બંધારણ ખરેખર શું છે, અને તે ફક્ત થોડા મિલીમીટર કદમાંથી દસ કે સેંકડો વોટ આઉટપુટ કેવી રીતે પહોંચાડે છે? આ લેખ લેસર બાર પાછળના આંતરિક સ્થાપત્ય અને એન્જિનિયરિંગ રહસ્યોની શોધ કરે છે.

1. લેસર બાર શું છે?

લેસર બાર એ એક ઉચ્ચ-શક્તિ ઉત્સર્જન કરતું ઉપકરણ છે જે એક જ સબસ્ટ્રેટ પર બાજુમાં ગોઠવાયેલા બહુવિધ લેસર ડાયોડ ચિપ્સથી બનેલું છે. જ્યારે તેનો કાર્ય સિદ્ધાંત એક જ સેમિકન્ડક્ટર લેસર જેવો જ છે, લેસર બાર ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ પાવર અને વધુ કોમ્પેક્ટ ફોર્મ ફેક્ટર પ્રાપ્ત કરવા માટે મલ્ટિ-એમીટર લેઆઉટનો ઉપયોગ કરે છે.

લેસર બારનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક, તબીબી, વૈજ્ઞાનિક અને સંરક્ષણ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે, કાં તો સીધા લેસર સ્ત્રોત તરીકે અથવા ફાઇબર લેસર અને સોલિડ-સ્ટેટ લેસર માટે પંપ સ્ત્રોત તરીકે.

2. લેસર બારની માળખાકીય રચના

લેસર બારની આંતરિક રચના સીધી રીતે તેનું પ્રદર્શન નક્કી કરે છે. તેમાં મુખ્યત્વે નીચેના મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:

①ઉત્સર્જકોનો એરે

લેસર બારમાં સામાન્ય રીતે 10 થી 100 ઉત્સર્જકો (લેસર પોલાણ) હોય છે જે બાજુ-બાજુ ગોઠવાયેલા હોય છે. દરેક ઉત્સર્જક લગભગ 50 હોય છે–૧૫૦μમીટર પહોળું છે અને એક સ્વતંત્ર ગેઇન રિજન તરીકે કાર્ય કરે છે, જેમાં PN જંકશન, રેઝોનન્ટ કેવિટી અને વેવગાઇડ સ્ટ્રક્ચર હોય છે જે લેસર લાઇટ ઉત્પન્ન કરે છે અને બહાર કાઢે છે. જ્યારે બધા ઉત્સર્જકો સમાન સબસ્ટ્રેટ શેર કરે છે, ત્યારે તેઓ સામાન્ય રીતે સમાંતર અથવા ઝોન દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલી ચલાવવામાં આવે છે.

②સેમિકન્ડક્ટર સ્તર માળખું

લેસર બારના કેન્દ્રમાં સેમિકન્ડક્ટર સ્તરોનો ઢગલો છે, જેમાં શામેલ છે:

- પી-ટાઈપ અને એન-ટાઈપ એપિટેક્સિયલ સ્તરો (પીએન જંકશન બનાવે છે)

- સક્રિય સ્તર (દા.ત., ક્વોન્ટમ વેલ સ્ટ્રક્ચર), જે ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન ઉત્પન્ન કરે છે

- વેવગાઇડ સ્તર, બાજુની અને ઊભી દિશામાં મોડ નિયંત્રણ સુનિશ્ચિત કરે છે

- બ્રેગ રિફ્લેક્ટર અથવા HR/AR કોટિંગ્સ, જે લેસરના દિશાત્મક આઉટપુટને વધારે છે.

③સબસ્ટ્રેટ અને થર્મલ મેનેજમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર

ઉત્સર્જકોને મોનોલિથિક સેમિકન્ડક્ટર સબસ્ટ્રેટ (સામાન્ય રીતે GaAs) પર ઉગાડવામાં આવે છે. કાર્યક્ષમ ગરમીના વિસર્જન માટે, લેસર બારને કોપર, W-Cu એલોય અથવા CVD ડાયમંડ જેવા ઉચ્ચ-વાહકતા સબમાઉન્ટ્સ પર સોલ્ડર કરવામાં આવે છે, અને હીટ સિંક અને સક્રિય ઠંડક પ્રણાલીઓ સાથે જોડી દેવામાં આવે છે.

④ઉત્સર્જન સપાટી અને કોલિમેશન સિસ્ટમ

ઉત્સર્જિત બીમના મોટા ડાયવર્જન્સ ખૂણાઓને કારણે, લેસર બાર સામાન્ય રીતે કોલિમેશન અને બીમ આકાર આપવા માટે માઇક્રો-લેન્સ એરે (FAC/SAC) થી સજ્જ હોય ​​છે. ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે, વધારાના ઓપ્ટિક્સ-જેમ કે નળાકાર લેન્સ અથવા પ્રિઝમ-દૂર-ક્ષેત્રના વિચલન અને બીમની ગુણવત્તાને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાય છે.

3. કામગીરીને પ્રભાવિત કરતા મુખ્ય માળખાકીય પરિબળો

લેસર બારની રચના તેની સ્થિરતા, કાર્યક્ષમતા અને સેવા જીવન નક્કી કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. કેટલાક મુખ્ય પાસાઓમાં શામેલ છે:

①થર્મલ મેનેજમેન્ટ ડિઝાઇન

લેસર બારમાં ઉચ્ચ પાવર ઘનતા અને કેન્દ્રિત ગરમી હોય છે. નીચા થર્મલ પ્રતિકાર આવશ્યક છે, જે AuSn સોલ્ડરિંગ અથવા ઇન્ડિયમ બોન્ડિંગ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, જે સમાન ગરમીના વિસર્જન માટે માઇક્રોચેનલ ઠંડક સાથે જોડાયેલું છે.

②બીમ આકાર અને સંરેખણ

બહુવિધ ઉત્સર્જકો ઘણીવાર નબળા સુસંગતતા અને વેવફ્રન્ટ મિસલાઈનમેન્ટથી પીડાય છે. દૂરના ક્ષેત્રના બીમની ગુણવત્તા સુધારવા માટે ચોકસાઈ લેન્સ ડિઝાઇન અને ગોઠવણી મહત્વપૂર્ણ છે.

③તણાવ નિયંત્રણ અને વિશ્વસનીયતા

થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકમાં સામગ્રીનો મેળ ખાતો ન હોવાથી વાર્પિંગ અથવા માઇક્રોક્રેક્સ થઈ શકે છે. પેકેજિંગ યાંત્રિક તાણને સમાનરૂપે વિતરિત કરવા અને ડિગ્રેડેશન વિના થર્મલ સાયકલિંગનો સામનો કરવા માટે ડિઝાઇન થયેલ હોવું જોઈએ.

૪. લેસર બાર ડિઝાઇનમાં ભવિષ્યના વલણો

જેમ જેમ વધુ શક્તિ, નાના કદ અને વધુ વિશ્વસનીયતાની માંગ વધતી જાય છે, તેમ તેમ લેસર બાર સ્ટ્રક્ચર્સનો વિકાસ થતો રહે છે. મુખ્ય વિકાસ દિશાઓમાં શામેલ છે:

①તરંગલંબાઇ વિસ્તરણ: 1.5 સુધી વિસ્તરણμમીટર અને મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ્સ

②લઘુચિત્રીકરણ: કોમ્પેક્ટ ઉપકરણો અને ઉચ્ચ સંકલિત મોડ્યુલોમાં ઉપયોગને સક્ષમ બનાવવો

③સ્માર્ટ પેકેજિંગ: તાપમાન સેન્સર અને સ્થિતિ પ્રતિસાદ પ્રણાલીઓનો સમાવેશ

④ઉચ્ચ-ઘનતા સ્ટેકીંગ: કોમ્પેક્ટ ફૂટપ્રિન્ટમાં કિલોવોટ-સ્તરનું આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે સ્તરવાળી એરે

૫. નિષ્કર્ષ

જેમ કે"હૃદય"ઉચ્ચ-શક્તિવાળા લેસર સિસ્ટમ્સમાં, લેસર બારની માળખાકીય ડિઝાઇન સમગ્ર સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ, ઇલેક્ટ્રિકલ અને થર્મલ પ્રદર્શનને સીધી અસર કરે છે. માત્ર મિલીમીટર પહોળા માળખામાં ડઝનબંધ ઉત્સર્જકોને એકીકૃત કરવાથી માત્ર અદ્યતન સામગ્રી અને ફેબ્રિકેશન તકનીકો જ પ્રદર્શિત થતી નથી, પરંતુ આજના સમયમાં ઉચ્ચ સ્તરના એકીકરણનું પણ પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.'ફોટોનિક્સ ઉદ્યોગ.

આગળ જોતાં, કાર્યક્ષમ, વિશ્વસનીય લેસર સ્ત્રોતોની માંગ વધતી રહે છે, લેસર બાર માળખામાં નવીનતાઓ લેસર ઉદ્યોગને નવી ઊંચાઈઓ પર લઈ જવા માટે મુખ્ય ચાલકબળ રહેશે.

જો તમે'લેસર બાર પેકેજિંગ, થર્મલ મેનેજમેન્ટ અથવા ઉત્પાદન પસંદગીમાં નિષ્ણાત સહાયની શોધમાં છો, તો અમારો સંપર્ક કરવા માટે નિઃસંકોચ રહો. અમે'તમારી ચોક્કસ એપ્લિકેશન જરૂરિયાતોને અનુરૂપ તૈયાર ઉકેલો પ્રદાન કરવા માટે અહીં છીએ.