Ласерски чип

Ласерски чип, који се још назива и немонтирана диодна ласерска шипка, је ласерски чип са једним емитером или ласерски чип са једном траком, који нису монтирани на хладњак и немају никакво спољно паковање. Изаберите између ГаАс, ИнП и ГаСб полупроводничких материјала да бисте добили таласну дужину од 450 нм до 2 µм, који пружају изузетну поузданост и перформансе.

Ласерски чип је минијатуризовани чип који интегрише ласере и друге оптоелектронске компоненте. Основна компонента ласерског чипа је полупроводнички ласер, који користи процес рекомбинације електрона и рупа у полупроводничким материјалима за генерисање ласера. Ласерски чипови су мањи и лакши од традиционалних гасних ласера ​​или ласера ​​у чврстом стању, што их чини погодним за интеграцију у различите преносиве и уграђене уређаје.

Сингле Емиттер

Сингле Бар

ВЦСЕЛ Цхип

ЕЕЛ чип са једним емитером

Сингле Бар ЕЕЛ Цхип

Главна разлика између ласерског чипа са једним емитером и ласерског чипа са једном шипком је њихова структура и примена. Ласерски чип са једним емитером се обично односи на један ласерски чип, док су ласерски чип са једном траком структуре у облику траке састављене од више ласерских чипова.

Ласерски чип са једним емитером се састоји од једног ласерског чипа и обично има мању величину и нижу излазну снагу. Обично се користе у апликацијама које захтевају прецизну контролу зрака, као што су оптичке комуникације и ласерски показивачи. Карактеристике ласерског чипа са једним емитером су њихов висок квалитет зрака и погодни су за апликације које захтевају високу усмереност и високу осветљеност.

Једноструки ласерски чип су структуре у облику траке састављене од више ласерских чипова и обично имају већу величину и већу излазну снагу. Једноструки ласерски чип је погодан за апликације које захтевају велику излазну снагу, као што су обрада материјала, медицинска опрема и инструменти за научно истраживање. Карактеристике ласерског чипа са једном траком су њихова велика излазна снага и погодне су за апликације које захтевају зрачење велике површине или високу енергију.

Што се тиче техничких детаља и примене, ласерски чип са једним емитером и ласерски чип са једном шипком се такође разликују у методама припреме и одабиру материјала. Ласерски чип са једним емитером се обично припрема коришћењем технологије металног органског хемијског таложења паре и има висок квалитет и ефикасност зрака. Једноструки ласерски чип избегава бочно ласерство кроз дизајн епитаксијалног слоја и изолационог жлеба, и побољшава поузданост и издржљивост уређаја.

Немонтиране ласерске шипке могу се исећи на ласерске чипове са једним емитером, укључујући следеће кораке:

Урезивање: На свакој немонтираној ласерској шипки коју треба исцепати, врши се урезивање између два суседна чипа.

Експанзија филма: Лепљиви филм са причвршћеном ласерском шипком се преноси у машину за експанзију филма за прво ширење филма. Након што је проширење филма завршено, лепљиви филм је у првом стању експанзије и остаје у овом стању.

Цепање: Адхезивни филм у првом стању експанзије се преноси на машину за цепање, а ласерска шипка се цепа дуж линије за урезивање како би се одвојили чипови на ласерској шипки један од другог. Ширењем лепљиве фолије причвршћене за ласерску шипку пре цепања, чиповима се обезбеђује преднапрезање са обе стране линије за урезивање, тако да се струготи могу природно одвојити дуж правца реза током цепања, избегавајући да се струготи сударају са сваким други приликом цепања и оштећења.

Кључ за ову методу је да се обезбеди преднапрезање експанзијом филма како би се осигурало да се струготине могу природно одвојити дуж правца пискања током цепања, чиме се побољшавају принос и квалитет струготине.

‌Размак између емитера немонтиране ласерске шипке има значајан утицај на перформансе. Уједначени размак емитера може да обезбеди бољи ефекат дисипације топлоте немонтиране ласерске шипке, чиме се побољшава животни век и стабилност немонтиране ласерске шипке.

Удаљеност између емитера немонтиране ласерске шипке ће утицати на ефекат дисипације топлоте. Ако је размак између емитера неравномеран, то може проузроковати да температура неких емитера буде превисока, што утиче на перформансе и животни век ласера. Подешавањем ширине сваког емитера шипке, расипање топлоте целе шипке може бити уједначено, а може се избећи да температура средњег емитера буде знатно виша од температуре ивичног емитера, чиме се смањују проблеми померања таласне дужине и смањења ширине импулса.

Размак између емитера такође утиче на осветљеност немонтиране ласерске шипке. Ако је растојање између емитера превелико, то може изазвати неуједначену осветљеност и утицати на ефекат приказа. Одговарајући размак између емитера може да обезбеди ефекат приказа и перформансе немонтиране ласерске шипке у различитим сценаријима примене.

Постоји више захтева за хладњаке који се користе у паковању ласерских чипова, углавном укључујући топлотну проводљивост, усклађивање коефицијента топлотног ширења, способност ослобађања топлотног напрезања и површинску обраду. ‌

Прво, топлотна проводљивост је један од важних параметара материјала за хладњак. Ласерски чипови стварају много топлоте током рада. Ако се топлота не може распршити на време, то ће утицати на перформансе и животни век ласера. Стога, материјал хладњака треба да има високу топлотну проводљивост да би ефикасно одвео топлоту. Уобичајени материјали хладњака као што су алуминијум нитрид, силицијум карбид, дијамант, итд. имају високу топлотну проводљивост‌.

Друго, подударање коефицијента термичке експанзије‌ је такође веома важно. Коефицијенти термичке експанзије ласерских чипова и материјала хладњака морају да се поклапају да би се смањио стрес изазван променама температуре и спречиле пукотине или деформације између материјала. На пример, коефицијент термичке експанзије алуминијум нитрида је 4,6×10^-6/К, што је блиско коефицијенту термичке експанзије ласерских чипова, тако да се често користи као материјал за прелазни расхладни елемент.

Поред тога, способност ослобађања топлотног стреса‌ је такође кључни фактор. Топлота коју генерише ласер током рада ће изазвати термички стрес између чипа и хладњака. Ако материјал расхладног елемента не може ефикасно да ослободи ове напоне, то може довести до смањења или отказа перформанси ласера. Према томе, материјал хладњака треба да има добре способности ослобађања топлотног напрезања.

Коначно, површинска обрада такође утиче на перформансе хладњака. Површинска обрада материјала хладњака треба да испуни одређене захтеве за изглед и физичка и хемијска испитивања како би се осигурала његова поузданост и издржљивост у практичним применама.

Укратко, хладњак који се користи за упаковане ласерске чипове треба да има високу топлотну проводљивост, да одговара коефицијенту термичког ширења чипа, добре могућности ослобађања топлотног напрезања и одговарајућу површинску обраду како би се осигурала стабилност и дугорочна поузданост ласера.

‌Основни кораци паковања немонтираних ласерских чипова укључују: одабир одговарајућих материјала за паковање, дизајнирање структуре паковања, извођење заваривања и лепљења и оптимизацију управљања топлотом.

Пре свега, одабир одговарајућег материјала за паковање је кључ за обезбеђивање перформанси немонтиране ласерске шипке за чипове. На пример, златно-калајни тврди лем се може користити за паковање плавих полупроводничких полупроводничких шипки од галијум нитрида (ГаН) велике снаге, а прелазни расхладни елемент бакар-волфрам се може користити као тампон слој за сузбијање заосталих напрезања паковања. Поред тога, ИнГаАс/АлГаАс епитаксијални систем материјала такође се може користити за пројектовање конусних полупроводничких ласерских шипки велике снаге.

Друго, правилно дизајнирана структура паковања је кључна за побољшање перформанси немонтираних ласерских чипова. На пример, структура пакета се може изградити коришћењем компоненти као што су микроканални хладњаци, изолационе фолије и бакарне траке да би се постигло добро управљање топлотом и дистрибуција струје.

Следи процес лемљења и везивања. Високо прецизна машина за постављање се користи за еутектичко везивање чипа на бакар-волфрам прелазни хладњак, а температура, притисак и време заваривања се строго контролишу како би се обезбедио квалитет заваривања. Експерименти показују да одговарајући параметри заваривања могу значајно смањити топлотни отпор и граничну струју, чиме се побољшава излазна оптичка снага и ефикасност фотоелектричне конверзије.

Коначно, оптимизација управљања топлотом је важна мера да се обезбеди дугорочан стабилан рад немонтираних ласерских чипова. Рационалним пројектовањем структуре хладњака и одабиром одговарајућих материјала, топлотна отпорност се може ефикасно смањити, ефикасност одвођења топлоте може бити побољшана, а животни век немонтираних шипки ласерског чипа може се продужити.

1. Спречите контаминацију: Немонтирана ласерска шипка мора бити упакована у стерилно окружење без прашине како би се спречио продор честица и микроорганизама. Ови загађивачи могу утицати на перформансе и животни век немонтиране ласерске шипке, па чак и узроковати квар на паковању.

2. Побољшајте квалитет паковања: Контрола животне средине у чистој просторији може осигурати да температура, влажност и проток ваздуха током процеса паковања буду у најбољем стању, чиме се побољшава квалитет и конзистентност паковања. Ово помаже у смањењу недостатака паковања и побољшању квалификованих производа.

3. Продужите радни век: Паковање у чистом окружењу може смањити штету на немонтираној ласерској шипки од стране спољних фактора, чиме се продужава њен радни век. Чиста соба смањује проблеме загађења који се могу појавити током процеса паковања строго контролишући услове околине и штити стабилност и поузданост немонтиране ласерске шипке.

4. Побољшајте ефикасност производње: Ефикасан систем филтрације и строго контролисани услови животне средине у чистој просторији могу смањити прекиде производње и прераду узроковане загађењем, чиме се побољшава укупна ефикасност производње. Поред тога, чиста соба такође може осигурати континуитет и стабилност производног процеса, додатно побољшавајући ефикасност производње.

Структурне разлике:

‌ЕЕЛ (Едге Емиттинг Ласер): ЕЕЛ користи емисију зрачења дуж правца осе, то јест, светлост се емитује дуж равног правца уређаја, обично са цилиндричном структуром, а светлост емитује ласерски зрак са стране.

‌ВЦСЕЛ (вертицал Цавити Сурфаце Емиттинг Ласер): Структура ВЦСЕЛ-а је вертикална, то јест, светлост је окомита на уређај, а светлост се углавном емитује са врха, формирајући кружну тачку.

Режим емисије:

‌ЕЕЛ: Ласерски зрак се емитује са стране кроз цилиндричну структуру.

‌ВЦСЕЛ: Ласер који емитује површину, светлост се углавном емитује са врха.

Облик тачке:

‌ЕЕЛ: Емитована тачка је елиптична.

‌ВЦСЕЛ: Емитована тачка је кружна.

Разлике у перформансама:

‌ЕЕЛ: Има већу излазну снагу и енергију једног ласера, погодан за апликације са високим енергетским захтевима.

‌ВЦСЕЛ‌: Има високу унутрашњу квантну ефикасност и бољу термичку стабилност, и може постићи велику брзину, ниску потрошњу енергије и широк распон температура‌.

Области примене:

‌ЕЕЛ‌: Углавном се користи за комуникације велике брзине, као што су оптичке комуникације, ласерско штампање, оптички дискови и оптичко мерење и детекција‌.

‌ВЦСЕЛ‌: Обично се користи у оптичкој интерконекцији центара података, лидару, препознавању лица, 3Д скенирању и другим апликацијама‌.

Укратко, ЕЕЛ и ВЦСЕЛ имају значајне разлике у структури, начину емисије, облику тачке, перформансама и областима примене. Корисници могу изабрати одговарајући ласерски чип у складу са специфичним потребама.

Рад ЕЕЛ Едге Емиттинг Ласер чипа углавном укључује следеће кораке:

1. Ињектирање носача: Применом преднагиба, електрони се убризгавају из региона Н-типа у активни слој, а рупе се убризгавају из региона П-типа у активни слој. У активном слоју, електрони и рупе се рекомбинују да би генерисали фотоне. Овај процес је сличан диоди која емитује светлост (ЛЕД), али ЕЕЛ треба да постигне ласере уместо обичног светла.

2. Стимулисано зрачење и појачавање светлости: Фотони генерисани у активном слоју ступају у интеракцију са другим побуђеним електронима, узрокујући да ови електрони прелазе у стање ниске енергије и емитују више фотона са истом фазом, фреквенцијом и смером као и почетни фотони. Ово је стимулисано зрачење. Када се фотони рефлектују напред и назад између ових огледала, у активном слоју се генерише више фотона стимулисаног зрачења, формирајући механизам за појачавање светлости у резонантној шупљини.

3. Резонантна шупљина и појачање светлости: Пошто је активни слој ЕЕЛ-а уграђен између два паралелна огледала (крајње стране), ова огледала ће рефлектовати неке фотоне назад у активни слој. Када се фотони рефлектују напред и назад између два огледала, у активном слоју се генерише више фотона стимулисаног зрачења. Овај поновљени процес појачања светлости формира механизам за појачавање светлости у резонантној шупљини.

‌4. Ласерски излаз‌: Када број фотона у резонантној шупљини достигне одређени праг, неки фотони ће се емитовати кроз крајњу страну са нижом рефлексијом да би се формирао ласерски излаз. Смер ласерског снопа ЕЕЛ је паралелан са површином чипа, па се назива ласером који емитује ивице.

Четири методе хлађења

Хлађење хладњака природном конвекцијом: Ова метода користи материјале са високом топлотном проводљивошћу за уклањање произведене топлоте и расипање топлоте природном конвекцијом. Поред тога, ребра такође могу помоћи у расипању топлоте и побољшању брзине преноса топлоте система за хлађење‌.

‌Материјал са топлотном проводљивошћу‌: Користите материјале са високом топлотном проводљивошћу да бисте смањили температуру ласера. Ови материјали могу ефикасно да одводе топлоту, чиме одржавају стабилан рад ласера‌.

Заснован на водећој технологији полупроводника у индустрији, БрандНев нуди широк спектар опција ласерских чипова. Неке од ових опција укључују таласне дужине у распону од 450нм до 2100нм, ласерски чип са једним емитером са излазном снагом до 20В и ласерски чип са једном траком са излазном снагом до 600В, и континуирани талас (ЦВ) и квази-континуирани талас (КЦВ ) опције. Ласерски чип и шипка су доступни у различитим факторима пуњења, ширинама трака, ширинама шипки и дужинама шупљина, а прилагођене опције се могу развити како би задовољиле ваше јединствене захтеве.

Ласерски чипови се производе под најстрожим контролама квалитета. Радимо само са најсавременијом технологијом епитаксије, обраде и фасетног премаза. За склапање ласерског чипа користе се стандардне методе лемљења. Материјал подржава и меки лем (индијум) и тврди лем (злато/калај). Стандардна конфигурација ласерског чипа је структура емитера одвојена на п-страни. На захтев, ласерски чипови су доступни са континуираном метализацијом на п-страни и прилагођеним фасетним премазима, користећи премазе ниске АР за монтажу спољних резонатора.

Бранднев Тецхнологи, један од водећих произвођача и добављача диодних ласера ​​у Кини, има професионалну фабрику која производи ласерски чип високог квалитета и продаје по конкурентним ценама. Добродошли у велепродају наших производа произведених у Кини.