Лазерные светодиоды большой мощности: Лазерные диоды, купить лазерный диод

Содержание

Выбор источника света для оптогенетики: светодиод или лазер

При выборе источника света для оптогенетики необходимо учитывать два ключевых фактора: требуемую длину волны и интенсивность света.

Во-первых, выбранный вами опсин имеет специфический спектр активации, так что опсин будет активироваться только определенными длинами волн света. Опсин обычно имеет пиковую длину волны, при которой ему потребуется наименьшая мощность, чтобы вызвать ответ. Длины волн, находящиеся дальше от пиковой длины волны, потребуют более мощного выходного сигнала для получения отклика. Поэтому лучше всего выбрать источник света ближе к пиковой длине волны для достижения оптимальной активации. Например, большинство исследователей используют длины волн близкие к 470 нм для активации оптогенетики с ChR2.

Во-вторых, требуемая интенсивность света для вашего эксперимента зависит от поля обзора и выбранного вами опсина. Поле обзора, которое зависит от оптического волокна (для экспериментов in vivo) или объектива микроскопа, оно будет определять, насколько большую область вам нужно покрыть вашим источником света. Опсины имеют порог интенсивности для получения отклика, возникающего в результате освещения. Эти две переменные напрямую связаны, так что для получения отклика требуется оптимальная мощность освещения, а увеличение поля зрения требует большей мощности, поскольку вы должны охватить большую площадь с заданной минимальной интенсивностью.

Теперь, когда вы знаете требования к источнику света для оптогенетики, давайте обсудим два наиболее часто используемых источника света для этого приложения: светодиодные источники света и лазерные источники. Вы можете задаться вопросом, каковы различия между этими источниками света? Какой источник света лучше всего подходит для моего эксперимента по оптогенетике?

Светодиодный источник света

Светодиоды являются основным выбором для оптогенетических экспериментов по множеству причин. Начнем с того, что светодиоды являются недорогими, безопасными для зрения и имеют длительный срок службы, что делает их отличным выбором для любой лаборатории, занимающейся оптогенетикой.

Кроме того, светодиоды бывают в широком диапазоне длин волн (от УФ до ближнего ИК), и поэтому ученые обычно могут найти подходящий светодиод, который наилучшим образом соответствует их выбору опсинов. В зависимости от длины волны, доступная выходная мощность может значительно варьироваться между светодиодами. В видимом диапазоне светодиоды могут производить большое количество энергии, что делает их идеальным решением для большинства оптогенетических экспериментов.

По сравнению с другими типичными источниками света для микроскопии, такими как галогенные или ксеноновые лампы, светодиоды имеют низкую рабочую температуру и не требуют никакого нагрева или охлаждения. Это позволяет легко включать и выключать светодиоды для удобства использования во время экспериментов, а ученые могут легко модулировать интенсивность или использовать импульсные светодиоды, не беспокоясь о их стабильности или повреждении. Кроме того, светодиоды имеют гораздо более длительный срок службы, чем традиционные источники света, и они не требуют частой замены ламп накаливания, что делает их более разумными инвестициями в долгосрочной перспективе.

Важно отметить, что для оптогенетических экспериментов светодиоды могут включаться и выключаться с микросекундным временем для импульсных протоколов. Светодиоды легко запускаются через TTL для синхронизации пульсации с внешним оборудованием.

По сравнению с лазерным источником, светодиоды имеют относительно высокую расходимость, в результате чего мощность светодиода распространяется по всему полю обзора, хотя светодиоды намного лучше, чем традиционные источники света, такие как ртутная или галогенная лампы. В результате светодиоды не идеально подходят для таких применений, как лазерные сканирующие системы, в которых свет должен быть сфокусирован в небольшое пятно, чтобы обеспечить необходимое пространственное разрешение для точечного сканирования по всему полю. Во-вторых, светодиоды, по сравнению с лазерами, также имеют более широкую спектральную полосу пропускания. Это может иметь или не иметь негативное влияние на ваши эксперименты, так как вы можете легко блокировать части спектра светодиода с помощью оптических фильтров. Однако использование оптических фильтров может привести к снижению общей выходной мощности светодиода, так как изначально выходная мощность рассчитывается для всего спектра светодиодного источника света.

Светодиоды подходят для широкого спектра оптогенетических экспериментов. Популярное применение светодиодов — это широкоугольная оптогенетика на базе микроскопа. Светодиоды легко интегрируются в прямые и инвертированные микроскопы и обеспечивают достаточную выходную мощность для стимуляции всех оптогенетических зондов. Кроме того, светодиоды легко синхронизируются с электрофизиологическим оборудованием.

Светодиоды также идеально подходят для свободно-поведенческих экспериментов по оптогенетике, поскольку они могут быть соединены с оптическим волокном, обеспечивая достаточную мощность для таких экспериментов, длительный срок службы и низкую стоимость.

Лазерный источник

Лазеры обычно используются для оптогенетических экспериментов, требующих более высокой интенсивности и/или более точного фокусирования света. Лазеры обеспечивают высокую интенсивность в одном месте, и поэтому они часто используются для лазерного сканирования. По сравнению со светодиодами, лазеры имеют очень узкую спектральную ширину, что позволяет пользователям получать высокую интенсивность на определенной длине волны. Кроме того, лазеры могут быть хорошо коллимированы, чтобы поместиться на микроскопе, или могут быть эффективно соединены с оптическим волокном для оптогенетических экспериментов, требующих высокой оптической мощности.

Хотя лазеры обеспечивают высокую интенсивность для экспериментов оптогенетики, существует целый список их потенциальных недостатков. Сама по себе высокая выходная мощность может быть недостатком для конкретных оптогенетических экспериментов. В частности, для стандартных экспериментов с микроскопами лазеры могут обеспечить слишком большую выходную мощность и вызвать повреждение тканей. Кроме того, для микроскопии луч должен быть расширен, чтобы охватить все поле обзора и должен быть скорректирован для лазерной спекл-структуры.

В отличие от светодиодов, лазеры имеют ограниченную доступность длин волн; они также намного дороже светодиодов и могут потребовать таких мер безопасности для глаз, как блокировка и т. д.

Из-за более высокой эффективности оптической связи лазеры особенно полезны для выполнения оптогенетики на большой площади, как на макроскопе. Лазеры также могут быть использованы для оптогенетических применений in vivo, где может потребоваться высокая интенсивность; однако, большинство светодиодов тоже подходят для оптогенетических применений in vivo.

Где лазеры могут превзойти светодиоды, так это в лазерном сканировании и двухфотонной микроскопии оптогенетических экспериментов, поскольку они могут обеспечить высокую интенсивность в небольшом пятне на более больших длинах волн.

Лазерные диоды или как делают мощные лазерные светильники

Несколько десятилетий яркий лазерный свет украшал концерты, спортивные мероприятия и прочие шоу. Между тем за картинкой зрелищ всегда оставались технологические ограничения. Лазерный луч обладал способностями освещать только одну точку за момент времени и никогда в белом свете. Более того, световые узоры, созданные лазерным лучом, изобиловали постоянно меняющимся и несколько жутким феноменом интерференционной картинки. Однако технологии сделали своё дело. Недавние достижения в области полупроводниковых лазеров открыли более широкий спектр применения. Усовершенствованный лазерный диод теперь доступен и для точной подсветки фасадов зданий и для автомобильных фар дальнего света.

Лазерные диоды – суть и практика света

Лазерные диоды следует рассматривать «близкими родственниками» светоизлучающих диодов (LED – Light Emitting Diodes). Конструкция светодиодов содержит диоды или микросхемы, выполненные на основе двух терминальных полупроводниковых элементов.

Этими полупроводниками осуществляется преобразование потока электрической энергии в луч света и цвета определенной длины волны. Гамма цвета, в свою очередь, зависит от применяемого сочетания терминальных полупроводников.

Выпускаются белые светодиоды, где от чипа синего луч направляется на фосфорно-химическую основу. В результате поглощения синего света, прибор начинает излучать желтый свет. Излучение жёлтого люминофора и синего светодиода объединяют и таким образом получают свет, воспринимаемый глазами человека как белый.

Возможности лазерного диода

Лазерные диоды оснащены двумя зеркалами на противоположных концах полупроводника. Одно из зеркал имеет частичную прозрачность, подобно двухстороннему зеркалу.

При низких уровнях мощности, лазерный диод работает аналогично тому, как работает обычный светодиод с очень малой эффективностью отдачи.

ЛАЗЕРНЫЕ


Упрощённая интерпретация структуры инновационного полупроводника: 1 — рассеивающий отражатель; 2 — чип с жёлтым люминофором; 3 — лазерный диод с двойным зеркальным отражением

Однако, как только электрическая мощность достигает порога плотности, равного примерно 4 кВт/см2, полупроводник излучает достаточно света для части длин волн, что отражаются между зеркалами. Эти условия позволяют лазерному диоду излучать значительно больше света, чем это делает обычный светодиод.

Кроме того, отражённый между зеркалами свет, проходит сквозь полупрозрачное зеркало, благодаря чему формируется узкий луч синего. Этот луч далее может быть направлен на люминофор для последующей генерации желтого света.

Стоит отметить интересную деталь: обычные синие светодиоды имеют высокую светоотдачу, регенерируя до 70% электрической мощности, проходящей через приборы при плотности потока 3 Вт/см2.

Это значительно более эффективно, чем в случае с лазерными диодами синего излучения, мощность конверсии которых не превышает 30%, когда плотность электроэнергии составляет не более 10 кВт/см2.

Но светодиоды способны достигать высокой эффективности при низких токовых уровнях. Поэтому эффективная отдача требует значительной массы дорогих полупроводников.

Усиление тока, пропускаемого через светодиоды, повышает яркость излучения. Но увеличение тока резко снижает эффективность светодиодов. Это явление известно как «спад». А вот эффективность лазерных диодов с увеличением тока не изменяется.

Таким образом, при плотности электроэнергии около 5 кВт/см2, светодиоды становятся менее эффективными по сравнению с диодными лазерами. Эта разница производительности увеличивается пропорционально с уровнем мощности.

Эффективность лазерных диодов

Исходящий лазерный луч формирует конус излучения всего лишь в 1º — 2º по сравнению с конусом светового излучения светодиода в 90º.

МОЩНЫЕ ЛД


Форма излучения двух разных типов диодов. Слева обычные светодиоды, справа модификация с лазерным излучением. Разница в характеристике формы луча очевидна

Длина волны лазерного излучения падает в пределах 1 нм по сравнению с несколькими десятками нанометров для светодиодного освещения. Эти различия указывают на особую ценность лазеров для отдельных случаев применения, где светодиоды значительно уступают. Внутри диода лазер можно сфокусировать на крошечной точке люминофора для создания узкого интенсивного луча яркостью, в 20 раз превышающей яркость светодиода.

Новые технологии позволяют генерировать до 500 люменов светового потока из фокусного пятна, размерами всего в несколько сотен микрометров. С помощью лазеров и оптики размером 25 мм, новые технологии позволяют выводить световой луч с конусом около 1º. Эти достижения можно считать революционными. Реально открывается доступ к производству фонарей и автомобильных фар дальнего света, луч которых способен пробивать расстояние до 1 км!

Применение лазеров в автомобилестроении

АВТОМОБИЛЬНЫЕ

Известный производитель авто под маркой «BMW» уже применяет (с 2015 года) лазерные фары в конструкциях автомобилей некоторых моделей.


Сравнение систем света, применяемых на автомобилях BMW: А — светодиодный малой мощности. Дальность 100 м; Б — светодиодный высокой мощности. Дальность 300 м; В — светодиодный высокой мощности с лазерной подсветкой. Дальность 1000 м

Синий лазер, излучаемый с поверхности от 4 до 30 мкм, даёт столько же оптической мощности, сколько дают светодиоды, размещённые на площади 800 мкм.

Чтобы вписаться в максимально допустимый диапазон дальнего света, утверждённый нормами ЕС, разработала подходящую автомобильную фару.

Автомобильная фара сочетает в конструкции широкоугольный светодиодный люминофор с узко-угольной дальнобойной лазерной подсветкой. Световая масса такой подсветки пробивает расстояние до 600 метров.

использует технологию устройства полуполярного галлий-нитридного лазера поверхностного монтажа для получения белого света. Готовый 7-миллиметровый квадратный модуль содержит:

  • синий лазерный диод,
  • квадратный люминофор (1х1 мм),
  • отражатель синего луча.

Отражатель синего лазера служит для временного транспорта перед смешением с жёлтым люминофором.

Что такое дальномер

Вне зависимости от великого многообразия видов и моделей, портативный дальномер — это всегда компактное устройство с автономным источником питания, измеряющее расстояние от себя до ближайшей точки, на которую направлено. По принципу работы, все бесконтактные измерительные приборы делятся на 2 группы:
Активные – определяют расстояние до точки с помощью звукового, светового или лазерного луча, испускаемых прибором. Дойдя до ближайшего препятствия, фотоны света или звуковая волна, отражаются и направляются обратно к дальномеру. Чувствительный датчик мгновенно улавливает полученный сигнал, получая максимально точное время в микросекундах (мкс). Поскольку скорость звука и света общеизвестна ещё по школьным урокам физики, определение расстояния, сводиться к банальному делению.


Например, свет проходит 1 см за 29.2 мкс, а выпущенный нами луч, вернулся через 292 мкс. Следовательно, для получения расстояния, делим 292 на 29.2 и получаем 10 см, которые делятся ещё пополам, поскольку луч проходит один путь дважды (от излучателя и к нему). В результате такой элементарной формулы, определяется расстояние, выводимое на дисплей устройства.


Пассивные – производят вычисления на основе равнобедренного треугольника, где искомое расстояние является его высотой (h), а длина основания заведомо известна. Данный принцип с формулой расчета, представлен ниже и лежит в основе оптических, монокулярных, нитяных и стереоскопических дальномеров. Подобные устройства применяются в геодезии, охоте, спорте и туризме, где измерения начинаются от 500 метров и переваливают за 2 километра. В данной статье, дальномеры пассивного действия, представлены для ознакомления, как крупная группа измерительных устройств. В точных строительных работах, такие устройства, не используются.


Поскольку тема статьи посвящена разбору простых и компактных измерительных приборов для строительства, заострим внимание именно на них. Лазерный дальномер предназначен для исключительно точных измерений с погрешностью 1-3 мм, на 5-10 метров (в зависимости от модели). Инструмент успешно используется в строительстве, монтаже и ремонте.


Принцип действия лазерной рулетки может быть основан на импульсном или фазовом методе. Первый, вычисляет расстояние на основе времени прохождения импульса от дальномера к поверхности и обратно. Фазовый метод измерения устроен сложнее и основан на различии испускаемых и принимаемых лучей. Такие дальномеры определяют расстояние немного дольше импульсных, но получают более точные показания и стоят дешевле.

Технические возможности приспособления лазера

Светильники с лазерным источником, по своей сути должны иметь различные конструктивные вариации с учётом дизайна тех же светодиодных светильников.

ИСТОЧНИКИ


Схема технологическая №1: 1 — люминофорный диск желтого/зелёного; 2 — луч синего лазера; 3 — проекционная линза; 4 — цветовой диск; 5 — призма; 6 — система цифровой обработки света (DLP)

Лазерный диод и люминофор необходимо отделять достаточным пространством для лазерного луча, чтобы сфокусировать и защитить люминофор от перегрева.

В другом варианте люминофор может располагаться рядом или покрываться непосредственно светодиодами. В любом варианте специальное компьютерное программное обеспечение поможет дизайнерам модельной оптики разрабатывать уникальные лазерные светильники.

Существующие ныне продукты лазерного света используют для вывода наружу белого светодиодного излучения синие лазеры, излучающие длину волны 450 нанометров, близкую к стандартной величине.

Таким образом, есть все предпосылки, чтобы использовать желтые люминофоры, используемые в светодиодах, чтобы создать белый свет.

Однако синий лазерный луч необходимо рассеять или отразить материалом, подобным матовому стеклу. Это необходимо для правильного смешения с излучением люминофора.

Использование уже опробованных технологий

Лазерное освещение также возможно организовать на базе проверенной временем технологии 405-нанометровых фиолетовых лазеров, которые разрабатывались для применения в конструкциях оптических дисков (Blu-Ray).

ТЕХНОЛОГИИ


Технологическая схема № 2: 1 — сумматор света; 2 — оптическое волокно; 3 — световод; 4 — чип цифровой обработки света; 5 — призма; 6 — проектные линзы; 7 — система против эффекта спекл

Здесь производство белого света требует добавления люминофоров для преобразования фиолетового света в синий свет при длине волны 450-460 нанометров, в дополнение к желтым люминофорам. Это чревато дополнительными энергетическими затратами, но обещает повысить эффективность лазерных диодов.

Люминофорные белые светодиоды преобладают на рынке полупроводниковых приборов освещения из-за их простоты. Совмещением света красного, зеленого, синего светодиодов производится белое свечение.

Другой вариант, с добавленной способностью модулировать цвет, на примере нескольких моделей светодиодных ламп, которые дополнены функционалом изменения цвета и также присутствуют в продаже.

В принципе, лазерные технологии не исключают совмещения красного, зелёного, синего цветов для получения белого света, но это направление пока что остаётся на стадии научных исследований и разработок.

Безопасность и поиск модульных вариантов

Одной из проблем лазерного варианта c RGB смешением является необходимость контроля отражения лазерного света по соображениям безопасности. Другой проблемой является поиск подходящих источников RGB-лазера.

УНИВЕРСАЛ


При производстве лампы Hue Philips частично используются новые технологии, позволяющие получить белый свет из трёхцветного спектра

Так, в технологии производства ламп «Hue» использует отдельные светодиоды в качестве источников RGB. Лампы отличаются преобладанием зеленых светодиодов, поскольку эти приборы менее эффективны и дают меньше оптической мощности, чем красные или синие светодиоды.

Разница производительности по убыванию для полупроводниковых лазеров:

  • синий (самый мощный цвет),
  • красный (менее мощный),
  • зеленый (самый слабый).

Популярные в обществе лазерные указки зелёного свечения генерируют свет опасно яркий, но этот свет исходит от кристаллических лазеров, не от полупроводников. Полупроводниковые же лазеры, излучающие каждую из 3 длин волны, невозможно интегрировать на один и тот же чип.

Одна деталь, всегда остающаяся незримой при работе лазерного светильника — это лазерный луч. Подобно солнцу, луч лазера, направленный напрямую в глаза, грозит сжечь сетчатку.

Поэтому продукты, где используются лазеры (те же приводы дисков Blu-Ray), оснащаются защитой — сконцентрированный лазерный луч закрыт экраном.

Между тем прямое отражение, например, от зеркала, действительно представляет опасность, но рассеянное отражение, к примеру, от покрашенной стены, не представляет никакой опасности. Оптические проектные решения, исключающие трансмиссивные люминофоры, также уменьшают риск.

Монолитная основа и спекл в лазерных светильниках

Спекл (дифракционное пятно) — нежелательный дефект в лазерном освещении. Дефект представляет собой зернистую (пятнистую) структуру, которая проявляется при малейших колебаниях воздуха.


Примерно таким выглядит технологический дефект — эффект спекл (случайная интерференционная картина), от которого необходимо избавляться

Безвредный, но раздражающий зрение дефект, можно предотвратить путём рассеивания лазерного излучения с помощью матового или белого стекла. Получить монолитную основу с размещением трёх цветов достаточно сложно. Тем не менее, исследования в этом направлении дают определённые результаты.

Группе китайских учёных, к примеру, удалось интегрировать в единую основу различные цветные лазерные диоды. При этом не применялись стандартные соединения — галлия, индия, азота, мышьяка.

Как известно, эти соединения используются в полупроводниковых лазерных диодах вместо семейства полупроводников, состоящих из кадмия, цинка, серы и селена. Депонируя различные смеси элементов в тонких слоях, учёные получили монолитный прибор, где объединились разрозненные лазерные диоды.

Так получили синий, зеленый, светло-красный и темно-красный свет для производства белого света. Но китайская технология, опять же, пока что чисто экспериментальная.


Примерно по такой технологической схеме должна выстраиваться монолитная структура источника излучения

Группа английских исследователей применила другой подход к производству белого (цветного) перестраиваемого света лазеров. Инфракрасный свет можно смешать и получить видимый спектр.

Для этого требуется комбинация двух инфракрасных пучков в тонком микроструктурированном материале (титанил фосфат калия) с высоким нелинейным эффектом.

Материал титанил фосфат калия объединяет частоты инфракрасных пучков. Смешивание приводит к формированию лазерного выхода красной, зеленой, синей волн.

Применение лазерных светильников в архитектуре

Высокая интенсивность лазеров удачно работает в архитектурной прожекторной подсветке, где требуются узкие лучи света. Лазеры с малой оптикой обеспечивают подсвечивание точных областей при помощи широкоугольного, сверхкороткого потока.

Лазерное возбуждение люминофоров может создавать очень высокий контраст между светлыми и тёмными областями. При этом градиенты света более чем в 10 раз резче, чем в случае с обычными светодиодными источниками.


Точная подсветка зданий лазерным светом позволяет создавать красочные картины экстерьера. Однако это всего лишь малая часть возможностей применения

Так, лазерный источник света способен равномерно освещать экстерьер пятиэтажного здания с использованием одного светильника, размещённого в области первого этажа.

Номинальная цветовая температура продуктов «SoraaLaser», предназначенных для наружного лазерного освещения, составляет 5700K, а цветопередача 70-80К.

Лазерный свет доступно сконцентрировать и направить внутрь оптических волокон или волноводов, что является несоизмеримо сложной задачей в случае с источниками на светодиодах.

Инженерами разработана система переноса синего лазерного излучения на люминофоры посредством оптоволоконной связи.

Подобное решение позволяет размещать источники света в местах удалённых, защищённых от теплового и электромагнитного воздействия.

Согласно коммерческим планам «SoraaLaser», компания ожидает запуска первой волны коммерческих, статических осветительных приборов к началу 2020 года.

Уникальные разработки обещают улучшение цветопередачи, энергетическую эффективность, высокую производительность для конкретных проектов. Мощные управляемые прожекторы готовятся полностью вытеснить уже устаревшие светодиодные приборы.

Как осуществляется лазерная связь?

Лазерная связь в отличие от GSM связи позволяет осуществлять соединения типа «точка-точка» со скоростью передачи информации до 155 Мбит/с. В компьютерных и телефонных сетях лазерная связь обеспечивает обмен информацией в режиме полного дуплекса. Для приложений, не требующих высокой скорости передачи (например, для передачи видеосигнала и сигналов управления в системах технологического и охранного телевидения), имеется специальное экономичное решение с полудуплексным обменом. Когда требуется объединить не только компьютерные, но и телефонные сети, могут применяться модели лазерных устройств со встроенным мультиплексором для одновременной передачи трафика ЛВС и цифровых групповых потоков телефонии (Е1/ИКМ30).

Лазерные устройства могут осуществлять передачу любого сетевого потока, который доставляется им при помощи оптоволокна или медного кабеля в прямом и обратном направлениях. Передатчик преобразует электрические сигналы в модулированное излучение лазера в инфракрасном диапазоне с длиной волны 820 нм и мощностью до 40 мВт. В качестве среды распространения лазерная связь использует атмосферу. Затем лазерный луч попадает в приемник, имеющий максимальную чувствительность в диапазоне длины волны излучения. Приемник производит преобразование излучения лазера в сигналы используемого электрического или оптического интерфейса. Так осуществляется связь с помощью лазерных систем.

Семейства, модели и их особенности

В этом разделе мы хотим представить Вам три семейства наиболее популярных в США лазерных систем — LOO, OmniBeam 2000 и OmniBeam 4000 (таблица 1). Семейство LOO является базовым и позволяет осуществлять передачу данных и голосовых сообщений на расстояние до 1000 м. Семейство OmniBeam 2000 имеет аналогичные возможности, но действует на большее расстояние (до 1200 м) и может передавать видеоизображения и комбинацию данных и речи. Семейство OmniBeam 4000 может осуществлять высокоскоростную передачу данных: от 34 до 52 Мбит/с на расстояние до 1200 м и от 100 до 155 Мбит/с — до 1000 м. На рынке представлены и другие семейства лазерных систем, но они либо покрывают меньшее расстояние, либо поддерживают меньшее количество протоколов.

Таблица 1.

Семейство LOO OmniBeam 2000 OmniBeam 4000
Ethernet (10 Мбит/с) + +
Token Ring (416 Мбит/с) + +
E1 (2 Мбит/с) + +
Видеоизображение +
Комбинация данных и речи +
Высокоскоростная передача данных (34-155 Мбит/с) +
Возможность модернизации + +

Каждое из семейств включает в себя набор моделей, поддерживающих различные коммуникационные протоколы (таблица 2). В семейство LOO входят экономичные модели, которые обеспечивают передачу на расстояние до 200 м (буква «S» в конце наименования).

Таблица 2.

Модель LOO-28 LOO-28S LOO-38 LOO-38S OB2046 OB2846 OB2000E1 OB2000E OB4000
Поддерживаемый протокол Ethernet IEEE802.3 FOIRL Ethernet IEEE802.3 AUI E1CCITT G.703 DA-15 Ethernet IEEE802.3 FOIRL и E1 CCITT G.703 DA-15 E1 CCITT G.703 DA-15 Ethernet IEEE802.3 FOIRL Е3; SONET1/OC1; ATM52; Fast Ethernet 802.3U; FDDI; SONET3/OC3; ATM155

Несомненным достоинством лазерных устройств связи является их совместимость с большинством телекоммуникационного оборудования различного назначения (концентраторов, маршрутизаторов, повторителей, мостов, мультиплексоров и АТС).

Гольмиевый лазер

Примером твердотельного лазера является квантовый генератор, в котором гольмий заменяет атом базового вещества кристаллической решетки. Ho:YAG является одним из лучших генерационных материалов. Принцип действия гольмиевого лазера состоит в том, что алюмоиттриевый гранат легируется ионами гольмия, оптически накачивается лампой-вспышкой и излучает на длине волны 2097 нм в ИК-диапазоне, хорошо поглощаемом тканями. Используется этот лазер для операций на суставах, в лечении зубов, для испарения раковых клеток, почечных и желчных камней.

Твердотельный лазер

Принцип действия основан на использовании активной среды, которая образуется путем добавления в изолирующую кристаллическую решетку металла переходной группы (Ti+3, Cr+3, V+2, Со+2, Ni+2, Fe+2, и т. д.), редкоземельных ионов (Ce+3, Pr+3, Nd+3, Pm+3, Sm+2, Eu+2,+3, Tb+3, Dy+3, Ho+3, Er+3, Yb+3, и др.), и актиноидов, подобных U+3. Энергетические уровни ионов отвечают только за генерацию. Физические свойства базового материала, такие как теплопроводность и тепловое расширение, имеют важное значение для эффективной работы лазера. Расположение атомов решетки вокруг легированного иона изменяет ее энергетические уровни. Различные длины волн генерации в активной среде достигаются путем легирования различных материалов одним и тем же ионом.

Газовый лазер

Принцип действия и использование лазера этого типа позволяет создавать устройства практически любой мощности (от милливатта до мегаватта) и длин волн (от УФ до ИК) и позволяет работать в импульсном и непрерывном режимах. Исходя из природы активных сред, различают три типа газовых квантовых генераторов, а именно атомные, ионные, и молекулярные.

Большинство газовых лазеров накачиваются электрическим разрядом. Электроны в разрядной трубке ускоряются электрическим полем между электродами. Они сталкиваются с атомами, ионами или молекулами активной среды и индуцируют переход на более высокие энергетические уровни для достижения состояния населения инверсии и вынужденного излучения.

Лазерные технологии – принцип работы – основные виды лазеров

Подробности Создано: 29 ноября 2012

Лазером является свет, который принудительно превращается в направленный поток излучения. Лазер уже давно перестал быть фантастикой; он может иметь любой цвет, и главное – направленность. Сегодня лазер настолько же естественное явление, как мобильная связь и высокоскоростной интернет. В этой статье описаны виды лазеров и принципы их работы, которые применяются для резки и гравировки любого материала.

Лазер по своему принципу и технологии работы весьма близок к ранее созданному «мазеру», отсюда и следует его альтернативное наименование – оптический мазер. Для этих обоих устройств свойственно излучение излишней энергии атомов, которые под влиянием внешнего воздействия находятся в возбужденном состоянии. Итак, как это работает!?

Что такое свет? Свет – это особая форма материи, которая состоит из «сгустков» именующихся квантами. Совершено любое вещество, несомненно, состоит из атомов поглощающих кванты. Длина волны (соответственно и цвет) излучения обусловливается энергией его кванта. Но при отсутствии добавочных условий атомы вещества абсолютно не взаимодействуют с долями квантов, потому как атомы являются по своей природе одинаковыми, поэтому поглощают или излучают кванты исключительно конкретной длины волны. Примером этого взаимодействия может послужить газоразрядная лампа, однородно заполненная неоном.

Само наличие света является вынужденным для атома участием в энергетических переходах. Поэтому отсюда соответственно и название данных процессов – вынужденное излучение и вынужденное поглощение. Во время вынужденного поглощения численность квантов снижается, следовательно, и интенсивность света также снижается. Попав в освещение некоторое количество атомов, начинает излучать большое количество энергии, чем вызывает вынужденное поглощение. Таким образом, возникает лазерный эффект (так сказать – усиление света под воздействием вынужденного излучения множества атомов).

В связи с этим лазерная генерация возникает только в том множестве микрочастиц, где непосредственно количество возбужденных атомов выше от находящегося атома в основном состоянии. Следовательно, отсюда вывод: что данное множество необходимо предварительно подготовить, накачав в него энергию из внешнего источника. Эта операция имеет одноименное название – накачка.

Основное отличие всех видов/типов лазера именно – способ накачки. Накачкой могут быть: электрический ток; электрический разряд; электромагнитное излучение; пучок чрезвычайно быстрых (релятивистских) электронов; химическая реакция в подходящей для генерации среде. Итак, основные виды лазеров.

Предложение Лазерный диод, ИК лазерный диод, Лазерный диод высокой мощности от китайского производителя

Категория продукта Лазерный диод, мы специализированные производители из Китая, Лазерный диод, ИК лазерный диод поставщики / фабрики, оптовые продажи высокого качества продукты Лазерный диод высокой мощности R & D и производство, мы имеем совершенный послепродажное обслуживание и техническую поддержку. Посмотрите вперед к вашему сотрудничеству!

марка: CNI

Подробности Упаковки: Статический бесплатный пластиковый пакет

Способность поставки: 500

Выравнивание наших высококачественных лазерных диодов SM / PM / MM включает в себя несколько контрольных и контрольных точек для обеспечения максимальной эффективности связи. Для идеального качества гауссова пучка можно выбрать истинные одномодовые…

марка: CNI

Подробности Упаковки: Статический бесплатный пластиковый пакет

Способность поставки: 500

CNI обеспечивает лазерные диоды с свободного пространства и волокна сцепления вариант от 405- 1550 нм диапазоне длин волн. Свободное пространство лазерного диода можно разделить на одномодовый и многомодовый. CNI также может предоставить волоконный…

марка: CNI

Подробности Упаковки: Статический бесплатный пластиковый пакет

Способность поставки: 500

Лазер CNI обеспечивает модули диодных лазерных лазеров высокой яркости с выходной мощностью до сотен ватт и длиной волны от УФ до ближнего инфракрасного диапазона. Лазерные диоды чувствительны к электростатическому удару. Пожалуйста, примите…

марка: CNI

Подробности Упаковки: Статический свободный полиэтиленовый пакет и картон, Защитная упаковка

Способность поставки: 5000

Описание товара 808 нм 4w лазерный диод составляет 808 ± 10 нм с упаковкой TO-3. Это низкая емкость, а пороговый ток — 800 мА. Рабочий ток составляет 3500 мА. Рабочее напряжение составляет 2,2 В, а коэффициент наклона — 1,0 Вт / А. Горизонтальная…

марка: CNI

Подробности Упаковки: Статический бесплатный пластиковый пакет и коробка, Защитная упаковка

Способность поставки: 500

Описание товара Лазерный диод как один из наиболее распространенных компонентов и аксессуаров играет важную роль в лазерной структуре. Лазерный диод мощностью 488 нм голубого цвета 60 МВт в упаковке T056 является эффективным источником излучения для…

Другие продукты

Китай Лазерный диод Поставщики

CNI обеспечивает лазерные диоды с свободного пространства и волокна сцепления вариант от 405- 1550 нм диапазоне длин волн. Свободное пространство лазерного диода можно разделить на одномодовый и многомодовый. Оптоволоконный лазерный диод может быть разделен на SM, PM, MM с косичками и мощный лазерный диодный модуль. Малая излучающая апертура в сочетании с низкой расходимостью луча делают эти устройства семейством CW-лазеров с самой высокой яркостью, доступным в отрасли.

◆Free Space Laser Diode          

Одномодовый / многомодовый лазерный диод

  • Wavelength range 405-1550 nm 
  • Output power range 5mW-10W
  • Fabry Perot (FP) laser cavity
  • Low capacitance


◆Fiber Coupled Laser Diode Module

Модуль лазерного диода высокой мощности

  • Wavelength range 405-1064 nm
  • High output power up to [email protected] 915/980 nm
  • Are designed for fiber laser, solid state laser pumping, direct diode material processing, surgical lasers and medical therapeutics

  SM / PM / MM лазерный диод с косичками

  • Wavelength range 405-1550 nm
  • Output power range 1-5000mW
  • Fiber coupled Fabry Perot (FP) laser diodes
  • Optional FC/PC or FC/ APC connector
  • Distributed feedback (DFB)
                                                         

Лазерный светодиод

Лазерный светодиод принципиально отличается обычного светодиода наличием встроенного резонатора, который позволяет получить индуцированное излучение высокой степени когерентности (согласованности между фазами оптических колебаний).

В полупроводниковом лазере  излучение вызывается вынужденной рекомбинацией.  Это дает возможность управлять излучением с помощью электромагнитных волн и генерировать когерентный поток света.

Разберемся: как это работает?

Представим себе плоский p-n-переход, смещенный в прямом направлении (рисунок 1). В этом случае происходит инжекция дырок в область n и наоборот – электронов в область p. Во время этого перехода в граничной (активной) области может произойти рекомбинация, которая будет сопровождаться испусканием кванта. Такое излучение называется спонтанным. На основе спонтанного излучения работают обычные светодиоды. Если же электрон и дырка находятся на близком расстоянии в активной зоне и через эту область пройдет квант света определенной (резонансной) частоты, то рекомбинация произойдет вынужденно. При этом выделится еще один квант света, с такими же параметрами, как и квант, вызвавший рекомбинацию. Для того чтобы увеличить вынужденную рекомбинацию торцы полупроводникового кристалла делаются параллельными и полируются (на рисунке 1 они обозначены как «оптически ровная грань»). Таким образом, создается так называемый оптический резонатор. Кванты, многократно отражаясь от полированных поверхностей, «летают» вдоль перехода, провоцируя процессы вынужденной рекомбинации. В конце концов, они выходят наружу в направлении строго перпендикулярном оптически ровным граням. Когда количество квантов появившихся в результате такой стимуляции значительно превысит количество появившихся спонтанно – начнется лазерная генерация.

Рисунок 1

Интенсивность излучения зависит от силы тока, протекающего через p-n-переход. При малых токах лазер работает, как малоэффективный обычный светодиод, поскольку происходят только спонтанные излучения. Когда ток превышает некоторое пороговое значение – излучение становится вынужденным и его мощность резко вырастает. Этот способ стимуляции лазерного излучения часто называют накачкой электрическим током. Существует также метод оптической накачки, когда атомы полупроводника возбуждаются квантами от мощного (не обязательно когерентного) излучателя.

Выходя из кристалла полупроводника когерентный свет, вследствие дифракции, рассеивается во все стороны. Поэтому для формирования узконаправленного пучка приходится применять собирающие линзы.

Диапазон длин волн, в котором возможно создание полупроводникового лазера охватывает большую часть видимого спектра, а также ближнюю и среднюю область инфракрасного диапазона.

Конечно, лазерный светодиод на сегодняшний день претерпел множество изменений и улучшений в своей конструкции, он уже представляет собой более сложную структуру, а не простой p-n-переход, но основной принцип его работы остался таким как описано выше.

Основными материалами, используемыми при производстве лазерных диодов, являются арсенид галлия GaAs, арсенид галлия алюминия AlGaAs, фосфид галлия GaP, нитрид галлия GaN, нитрид галлия индия InGaN и другие.

Рисунок 2

Лазерные светодиоды или полупроводниковые лазеры находят широкое применение в самых различных областях. Они применяются в волоконно-оптических системах связи, в считывателях штрих-кода. В различных бытовых устройствах: компьютерных мышках, проигрывателях компакт дисков, проекторах, ну и, конечно, в лазерных указках.

Лазерные мощные светодиоды используются для накачки твердотельных лазеров, позволяя получать очень высокий КПД.

Еще одно применение – лазерная спектроскопия, где применение лазеров дало возможность использования принципиально новых методов исследования веществ. Лазеры незаменимы в научных исследованиях, активно внедряются в медицине, как для диагностических, так и для терапевтических целей.

Лазерный диод: подключение светодиодного лазера

Изначально лазеры представляли собой громоздкие конструкции, состоящие из множества сложных и хрупких узлов. С появлением полупроводниковых элементов размеры и возможности лазеров значительно изменились. Основу конструкции стал составлять лазерный диод, к которому требовалось лишь подвести соответствующее питание.

Получить лазерный луч стало возможно не только в научно-производственных, но и в бытовых условиях. В результате этих изменений появилось множество устройств, использующих лазер в прикладных целях. Областью применения стали:

  • техника;
  • медицина;
  • измерительные устройства;
  • в качестве декоративной подсветки.

Приведенный список не является исчерпывающим, поскольку разработки новых устройств и аппаратуры с использованием подобных технологий ведутся постоянно. Рассмотрим особенности конструкции и принцип функционирования лазерного диода.

Принцип работы и особенности конструкции

Принцип работы лазерного диода основан на эффекте рекомбинации фотонов при прохождении p-n перехода. Если организовать достаточно продолжительное расположение электрона и дырки в непосредственной близости друг от друга, выделяется энергия, представленная фотоном. Подобный процесс, запущенный в стабильном режиме, вызовет появление постоянного свечения.

Основным элементом лазерного диода является полупроводниковый кристалл малой толщины с легированными слоями, образующими p и n области. При подаче напряжения на анод начинается активное выделение фотонов, что внешне определяется как устойчивое свечение.

Полупроводниковая пластинка (кристалл) имеет большую площадь по сравнению с толщиной. Фотон, проходя через нее, многократно отразится от верхнего и нижнего слоев, каждый раз вызывая образование новых фотонов. Этот процесс позволяет получить стабильный пучок света, который остается только сфокусировать с помощью линзы.

Важно! Приведенное описание несколько упрощено, но принцип действия элемента передает вполне достоверно. На практике используются разные конструкции, с помощью которых производители пытались избавиться от различных нежелательных эффектов, усилить световой пучок и снизить потери мощности на нагрев или на преодоление сопротивления материала.

Разновидности

Вариантов конструкции лазерных диодов довольно много. Они отличаются друг от друга расположением p-n переходов, конфигурацией полупроводникового элемента и прочими особенностями. Существуют следующие виды:

  • диод с p-n гомоструктурой. Одна из первых конструкций, которая сегодня практически не встречается. Нуждается в подаче высокой начальной мощности и прерывании входного сигнала для исключения перегрева;
  • с двойной гетероструктурой. Представляют собой кристалл малой толщины, заключенный между двух дополнительных слоев, усиливающих поток фотонов и расширяющих активную область;
  • с квантовыми ямами. Они образованы благодаря уменьшению среднего слоя элементов с двойной гетероструктурой. Возникают квантовые ямы с разными энергетическими уровнями, которые играют роль барьера при p-n переходе, способного к выделению фотонов;
  • гетероструктурные элементы с раздельным удержанием. Большинство лазерных диодов изготовлены по этой технологии. Ее особенностью является нанесение дополнительных слоев на тонкий центральный кристалл, результатом чего становится эффективное формирование и концентрация светового пучка;
  • с распределением обратной связи. В области p-n перехода делается специальная насечка, обеспечивающая создание дифракционной решетки. Это позволяет стабилизировать длину волны, способствуя получению более устойчивого светового луча. Используются в сфере телекоммуникаций, а также в оптических устройствах разного типа;
  • VCSEL. Это лазер, относящийся к элементам поверхностного излучения. Оснащен вертикальным резонатором, благодаря которому направление луча изменяется — если у остальных видов кристаллов свет движется параллельно граням, то в данной конструкции он излучается в перпендикулярном направлении. Существует еще одна модификация такого элемента — VECSEL. Он обладает практически аналогичной конфигурацией, только с внешним резонатором.

Современные разновидности лазеров демонстрируют высокие эксплуатационные качества, но производители не прекращают разработки новых, более совершенных моделей и конструкций.

Излучение с какой длиной волны может производить лазерный диод

Единицей измерения длины волны лазерного диода является нанометр (нм). С изменением длины волны меняется цвет светового луча, что позволяет изготавливать лазеры с разным цветом пучка (в светотехнике часто используются многоцветные конструкции). Наиболее распространенные лазеры имеют следующие длины волны:

  • 650 нм (красный луч). Чаще всего применяется в дисководах, лазерных указках малого радиуса действия, в лазерных строительных уровнях и т.п. луч красного цвета воспринимается как довольно слабый, тусклый, но это только кажущееся ощущение. При увеличении мощности такого луча до 200 мВт можно резать плотную бумагу;
  • 532 нм (зеленый луч). Устройства, излучающие поток такого типа. Отличаются хрупкостью и чувствительностью к перепадам температуры. До недавнего времени они стоили значительно дороже других видов лазеров. В то же время, зеленый луч лучше всего воспринимается человеческими органами зрения, что позволяет применять его в строительных лазерах. Даже в солнечную погоду зеленый луч хорошо различается на поверхностях, в отличие от красного, более тусклого потока. Примечательно, что в силу особенностей конструкции вместе с зеленым лучом такие устройства излучают и инфракрасный, что создает определенную опасность для человека. Поэтому устройства мощнее 5 мВт промышленностью не выпускаются;
  • 405 нм (фиолетовый луч). Невооруженным глазом воспринимается слабо, что вызывает у человека ощущение маломощности потока. На деле ситуация прямо противоположна — луч обладает большой мощностью и интенсивностью, способен нанести органам зрения серьезные травмы;
  • 780 нм (инфракрасный луч). Опасен для человека своей невидимостью, совмещенной с мощным воздействием на органы зрения;
  • 1000 нм. Это также инфракрасный луч, который используется в промышленных лазерах для резки листовых материалов разного типа.

Внимание! Выбирая лазерный диод того или иного цвета, важно понимать, что это устройство самостоятельное, имеющее весьма мало общего со светодиодной осветительной техникой. У них разные цели и специфика использования, поэтому критериями выбора станут совершенно другие соображения.

Если для светодиодов важны яркость и цветовая температура, то для лазера главным моментом будет мощность и длина световой волны. Поэтому и подход к выбору этих устройств должен быть своим для каждого вида.

Как подключить

Особенностью лазерного диода является высокая потребность в стабилизированном напряжении питания. В момент перехода на кристалле наблюдается кратковременное увеличение мощности из-за малой площади, увеличивающей концентрацию энергии в данной точке. Это делает необходимым использование специального стабилизатора — драйвера.

Кроме того, напрямую к драйверу элемент тоже нельзя подключать — необходимо использовать токоизмерительный резистор, который включается в разрыв между лазером и драйвером. При этом исчезает электрическое соединение минуса питания с общим минусом схемы. Дополнительным недостатком является неизбежная потеря мощности на резисторе.

Источником тока для лазера могут служить разные устройства:

  • батарейка;
  • аккумулятор;
  • сетевое напряжение 220 В через специальный блок питания.

Два первых варианта способны обеспечить достаточно стабильное напряжение питания, но оно постоянно уменьшается, что также недопустимо. Если используется блок питания стандартного типа, ситуация несколько улучшается, хотя в этом случае нужна качественная защита от пробоя или выхода блока из строя.

При таком подключении используют дополнительные схемы защиты и стабилизаторы, устраняющие всплески и помехи от сетевых скачков. Использование обычного диодного мостика в данном случае не подходит, так как через стандартные выпрямители проходит масса паразитных колебаний и помех.

Драйвер для лазерного диода      

Существует две основные конструкции драйверов для лазерного диода:

  • импульсный. Это одна из разновидностей импульсного преобразователя напряжения. Способен работать как на понижение, так и на повышение выходного напряжения относительно входного значения. Мощность на входе приближается к показателям на выходе, разница между ними образована некоторыми потерями на нагрев проводников;
  • линейный. Как правило, он получает от схемы большее напряжение, чем номинал полупроводника. Разницу обычно компенсируют с помощью транзистора, который излишки энергии отдает в виде тепла. КПД линейных драйверов невысок, что является причиной ограниченного применения.

Важно! Для каждого вида драйверов используется и собственная схема подключения, учитывающая специфику самого драйвера, источника питания и токоограничивающего резистора.

Основные выводы

Лазерные диоды широко используются в разных областях техники и в качестве декоративных установок, светотехнических устройств. В быту их знают довольно ограниченно — как лазерные указки, целеуказатели, строительные уровни и прочие устройства. Особенности конструкции и возможности этих элементов находятся в стадии изучения и разработки. Специалисты считают, что использование лазеров пока недостаточно широко, но перспективы у них весьма высоки. В своих комментариях вы можете высказать собственные мысли о конструкции и свойствах лазерных диодов.

Предыдущая

СветодиодыПодсветка для велосипеда — устанавливаем светодиоды на колеса и раму своими руками

Следующая

СветодиодыПреимущества, популярные производители и особенности подключения автомобильных светодиодов на 12 В

Blue High-Power Laser Diodes от Osram для шоу, точечных и линейных лазеров — LED professional

Бизнес | Новости дистрибьютора | Осрам | 19 сент. 2020 г.

Многомодовый портфель InGaN: многомодовые синие лазерные диоды PLPT5 447KA и 450KA от Osram Opto Semiconductors доступны в количестве 1.Версии мощностью 6 и 2,2 Вт с длиной волны 447 нм. Индий-галлий-нитридные диоды представляют собой торцевые излучатели, встроенные в герметичный корпус ТО. Мощные лазеры в корпусе Metal Can® TO56 являются эффективным источником излучения и имеют широкую полосу модуляции.

Лазерный диод

Например, PLPT5 447KA достигает оптического выхода 1.6 Вт при рабочем токе макс. 1,5 А. Излучает синий свет на длине волны 447 нм. В сочетании со специальным люминофором синий свет лазера становится белым. Яркость этого источника белого света во много раз выше, чем у сопоставимого светодиода. Возможна точечная подсветка лазерным светом, сфокусированная до нескольких микрометров. Лазерный диод PLPT5 447KA также оснащен защитой от электростатического разряда.

Оба новых лазерных диода без проблем работают при температурах
от -20°С до 85°С.Сочетание малого форм-фактора и высокого качества луча делает их особенно подходящими в качестве источников света для шоу-лазеров и сценического освещения, а также для проекторов в коммерческих и частных помещениях и для использования с электронным оборудованием.

Ассортимент лазерных диодов Osram доступен на сайте www.rutronik24.de.

 

Что такое мощный лазерный диод? (с картинками)

Мощный лазерный диод — это лазер, который производит мощные лучи света, используя полупроводник в качестве усиливающей среды лазера.Мощность лазера, измеряемая в единицах, называемых ваттами, представляет собой скорость, с которой лазер преобразует энергию. Термин «высокая мощность» не является точно определенным термином, и его значение зависит от типа лазера и области применения лазера, но высокомощный лазерный диод обычно представляет собой лазер с выходной мощностью в ваттах или киловаттах (кВт), что отличает его от от лазерных диодов милливаттного диапазона, используемых для таких приложений, как лазерные указки и устройства для чтения оптических дисков. Мощные лазерные диоды используются для промышленных применений, таких как нагрев и сварка, а также для оптической накачки мощных твердотельных лазеров.

Лазерный диод создает луч света, перекачивая энергию в виде электричества в полупроводник, который служит средой усиления лазера.Полупроводник обычно состоит из таких веществ, как фосфид индия (InP) или соединений галлия, таких как нитрид галлия (GaN) и арсенид галлия (GaAs). Электричество временно повышает энергетический уровень электронов полупроводника, и когда они возвращаются к исходному уровню, энергия излучается в виде фотонов, которые затем фокусируются в пучок. Лазерные диоды часто группируются в массивы расположенных рядом отдельных лазерных излучателей, называемых диодными линейками, которые, в свою очередь, иногда дополнительно объединяются в двумерный массив, называемый стопкой диодов.

Мощность — это выходная энергия с течением времени, при этом ватт определяется как один джоуль энергии в секунду.Мощность лазера может относиться либо к максимальному количеству ватт, которое он может произвести в течение короткого импульса, называемому пиковой мощностью, либо к среднему количеству ватт, которое он может выдать в течение длительного периода, называемому средней мощностью. Лазеры сталкиваются с компромиссом между мощностью луча и качеством луча, что относится к тому, насколько сфокусирован луч. Это влияет на то, насколько точным может быть луч и насколько хорошо он способен доставлять сфокусированную энергию на большие расстояния. Качество луча можно улучшить за счет различных конструктивных особенностей лазера, но более мощные лазеры имеют более низкое качество луча, чем менее мощные лазеры, при прочих равных условиях.

Мощный лазерный диод обычно имеет относительно низкое качество луча и создает луч с высокой расходимостью, а это означает, что фотоны в луче быстро распространяются по мере их продвижения вперед.Следовательно, они чаще всего используются для приложений, которые могут быть выполнены на небольшом расстоянии и не требуют предельной точности. Мощные лазерные диоды обычно используются в промышленности для таких целей, как пайка, сварка и термообработка.

Мощный лазерный диод также можно использовать в качестве оптической накачки, источника света, питающего другие лазеры.В твердотельном лазере с диодной накачкой мощный лазерный диод испускает луч света в усиливающую среду твердотельного лазера. Твердотельная усиливающая среда обычно представляет собой стекло или кристаллический материал, такой как корунд или иттрий-алюминиевый гранат, легированный ионами металлов. Свет от диодного лазера возбуждает твердотельную усиливающую среду, которая, в свою очередь, начинает излучать свет, который можно сфокусировать в луч более высокого качества, чем мощный лазерный диод мог бы производить сам по себе.

Мощные лазеры, описание RP Photonics Encyclopedia; мощный, твердотельный, стержневой, пластинчатый, тонкодисковый, волоконный лазер

Энциклопедия > буква Н > мощные лазеры

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics.Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

.

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Определение: лазеры с очень высокой оптической мощностью

Более общие термины: лазеры

Немецкий: Hochleistungslaser

Категория: лазерные приборы и лазерная физика

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Др.Рюдигер Пашотта

URL: https://www.rp-photonics.com/high_power_lasers.html

Лазеры с высокой выходной мощностью необходимы для ряда лазерных применений, например, для

Обработка материалов с помощью мощных лазеров является вторым по величине сегментом лазерных применений по мировым оборотам (после коммуникаций).

Нет общепринятого определения свойства «высокая мощность»; в контексте лазерной обработки материалов это обычно означает несколько киловатт или, по крайней мере, несколько сотен ватт, тогда как для лазерных дисплеев несколько десятков ватт уже могут считаться высокой мощностью.В некоторых областях эта маркировка присваивается просто за генерацию значительно более высокой выходной мощности, чем у других лазеров, основанных на той же технологии; например, некоторые «мощные» лазерные указки излучают несколько сотен милливатт, тогда как обычные лазерные указки ограничены несколькими милливаттами.

Дополнительные аспекты вступают в игру для импульсных лазеров. Например, пиковая мощность может быть столь же важна, как и средняя выходная мощность для лазера с модуляцией добротности. В зависимости от частоты повторения импульсов и длительности импульса пиковая мощность может быть очень высокой даже для лазера с умеренной средней выходной мощностью.Обычно от мощного лазера ожидают высокой средней мощности, а не только высокой пиковой мощности.

Технические проблемы

Генерация высокой оптической мощности в лазерах сопряжена с рядом технических проблем:

  • Требуется один или несколько мощных насосов. В то время как ламповая накачка изначально была единственным жизнеспособным подходом для большинства твердотельных лазеров, накачка с помощью мощных лазерных диодов (диодных линеек или диодных блоков) становится все более и более распространенной.Лазеры с диодной накачкой в ​​настоящее время обеспечивают самую высокую выходную мощность в непрерывном режиме. Для очень высоких энергий импульса (например, десятки джоулей) ламповая накачка еще более практична.
  • По крайней мере, для длительной работы в непрерывном режиме высокая эффективность настенного дюбеля является важным экономическим фактором. К сожалению, различные технические проблемы (например, тепловые эффекты, см. ниже) затрудняют достижение хорошего КПД при очень высоких уровнях мощности.
  • Даже в достаточно эффективной лазерной усиливающей среде значительная часть мощности накачки преобразуется в тепло, что может иметь ряд вредных побочных эффектов.В худшем случае термоиндуцированное напряжение приводит к разрушению лазерного кристалла. Мощные твердотельные лазеры также обладают сильной тепловой линзой, что существенно затрудняет достижение высокого качества луча. В лазерах с поляризованным выходом потеря деполяризации часто снижает эффективность. Таким образом, важными вопросами являются эффективный отвод тепла и управление тепловым режимом, и часто требуются дополнительные меры (например, в контексте конструкции резонатора) для преодоления различных видов тепловых эффектов.
  • В частности, в лазерах с модуляцией добротности могут возникать очень высокие оптические силы, которые могут привести к лазерному повреждению оптики (например, лазерных зеркал), например. через лазерный пробой. Даже если оптическая интенсивность остается значительно ниже порога повреждения всех оптических элементов, крошечные частицы пыли могут вызвать явления повреждения. Поэтому может быть важно содержать лазерную установку в чистоте, т.е. работая в герметичном корпусе, который можно открывать только в чистом помещении. Кроме того, может оказаться необходимым использовать прецизионную оптику с высоким порогом оптического повреждения.
  • Различные типы нелинейных эффектов также могут стать актуальными, особенно в мощных волоконных лазерах. Примерами являются вынужденное комбинационное рассеяние, рассеяние Бриллюэна и четырехволновое смешение.
  • Лазерные резонаторы с большой эффективной площадью мод, как правило, чувствительны к смещению и вибрациям оптических компонентов. Поэтому может быть сложнее добиться надежной работы без обслуживания и хорошей стабильности наведения луча.
  • Требуемые системы охлаждения, основанные, например, на вентиляторах или потоке воды, создают вибрации, которые могут повлиять на работу лазера.Кроме того, они могут снизить надежность системы, т.е. из-за протечек воды, недостаточного потока воды и осаждения грязи в каналах воды.

Типы мощных лазеров

Существует несколько различных типов мощных лазеров:

  • Мощные диодные линейки и диодные сборки уже упоминались выше как возможные источники накачки для твердотельных лазеров. Они позволяют генерировать киловатты выходной мощности, но с плохим качеством луча. Для некоторых приложений, где качество луча не имеет существенного значения, прямое использование мощных лазерных диодов (→  прямые диодные лазеры ) e.грамм. для лазерной сварки, пайки и пайки, наплавки и термической обработки, является интересным вариантом, предлагающим сравнительно простое, компактное, экономичное и энергоэффективное решение.
  • Существуют различные типы объемных твердотельных лазеров с ламповой или диодной накачкой. Стержневые лазеры можно оптимизировать до нескольких киловатт выходной мощности, но дифракционно-ограниченное качество пучка возможно только до нескольких сотен ватт (при значительных усилиях). Плоские лазеры могут быть разработаны на десятки киловатт и более с относительно высоким качеством луча.Лазеры на тонком диске легко генерируют сотни ватт или даже несколько киловатт с качеством луча, ограниченным дифракцией, и могут достичь этого даже при уровнях мощности, значительно превышающих 10 кВт (с использованием нескольких лазерных головок в лазерном резонаторе). Их энергоэффективность обычно довольно высока, намного выше 50 % оптического к оптическому.
  • Мощные волоконные лазеры и усилители могут генерировать мощность до нескольких киловатт с лучами, близкими к дифракционно-ограниченным, и высокой энергоэффективностью. При ослаблении требований к качеству луча возможны даже значительно более высокие мощности.Строго говоря, такие волоконные устройства часто представляют собой не лазеры, а конфигурации усилителя мощности задающего генератора (MOPA).
  • Некоторые газовые лазеры, напр. CO 2 лазеры и эксимерные лазеры также подходят для сотен или тысяч ватт выходной мощности. Обычно они работают в других спектральных областях, чем твердотельные лазеры, т.е. в среднем инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне.
  • Существуют химические лазеры с выходной мощностью в несколько киловатт или даже мегаватт. в контексте противоракетного оружия.
  • Некоторые лазеры на свободных электронах могут генерировать очень высокую выходную мощность даже в экстремальных областях спектра, но они большие и дорогие.

Возможно, не очень практичная, но теоретически очень интересная концепция мощного лазера — это лазер со сбалансированным излучением. Здесь выделение тепла в усиливающей среде по существу устраняется оптическим охлаждением. Однако эффективность преобразования энергии довольно низкая.

Аспектом, имеющим большое значение для дальнейшего развития лазеров, является масштабирование мощности , основанное на определенных архитектурах лазеров с масштабированием мощности.Даже для немасштабируемых типов лазеров может быть очень полезно понять свойства масштабирования различных частей или методов.

Вопросы безопасности

Использование мощных лазеров поднимает важные вопросы лазерной безопасности:

  • Выходная мощность намного выше, чем может выдержать любой глаз, поэтому необходимо надежно предотвратить попадание в глаз даже крошечных паразитных отражений. Даже использование сильно поглощающих лазерные защитные очки может оказаться недостаточным, поскольку такие очки могут быть не в состоянии выдерживать такую ​​высокую оптическую интенсивность в течение более чем короткого момента времени.
  • Кожа и одежда рабочих также подвергаются риску в условиях, когда оптическая сила и интенсивность достаточны, например, для лазерной резки металлов.
  • Мощные лазерные лучи могут испепелить такие материалы, как пластик или дерево. Это легко происходит уже при мощности лазера порядка 1 Вт. Поэтому противопожарная защита является важным вопросом. Кроме того, необходимо избегать образования ядовитых паров или эффективно удалять такие пары.
  • Существуют различные виды рисков, не связанные с самими лазерными лучами.В частности, в мощных источниках электропитания часто используется высокое электрическое напряжение, что может привести к поражению электрическим током. Силовые кабели, которые могут быть повреждены в суровых промышленных условиях, также могут представлять опасность.

Важным принципом безопасности при работе с мощными лазерами является ограждение лазерной установки прочным корпусом, а в идеале и всей зоны, где могут находиться опасные лазерные лучи. Блокировки могут предотвратить работу лазера, когда люди находятся в опасной зоне.

Поставщики

Руководство покупателя RP Photonics содержит информацию о 89 поставщиках мощных лазеров. Среди них:

Лазер CNI

Мощные лазеры CNI включают как лазеры DPSS, так и диодные лазеры. Они широко используются в медицине, научных исследованиях, обработке материалов и в промышленности. Доступные длины волн включают 532 нм, 556 нм, 589 нм, 660 нм, 808 нм, 880 нм, 980 нм, 1064 нм, 1319 нм и другие. Средняя выходная мощность зеленых лазеров с длиной волны 532 нм может достигать 200 Вт, а инфракрасных лазеров с длиной волны 1064 нм — до 500 Вт.

Активные оптоволоконные системы

Сверхбыстрые лазерные системы AFS со средней мощностью в кВт и импульсной энергией в несколько мДж основаны на передовой волоконной технологии AFS. Они объединяют несколько каналов основного усилителя, используя когерентную комбинацию, технологию, которую AFS довела до промышленного уровня. Все основные параметры контролируются программным обеспечением и могут быть настроены в широком диапазоне, что делает их чрезвычайно ценным инструментом для многочисленных приложений.

Kapteyn-Murnane Laboratories

Помимо применения во множестве областей применения, для которых титан-сапфировые лазеры стали повсеместными, RAEA специально разработан как беспрецедентный источник для получения коротковолнового света посредством генерации высоких гармоник.Сила RAEA для этой цели реализуется в его вкладе в качестве одного из критических компонентов в источнике EUV/мягкого рентгеновского излучения Pantheon. Благодаря запатентованной технологии Permacool RAEA обеспечивает гибкость частоты повторения (до 200 кГц) для приложений, которые выигрывают от высокой средней мощности.

Lumibird

Lumibird производит широкий спектр мощных лазеров благодаря своему опыту в трех ключевых технологиях: импульсные твердотельные лазеры (наносекундный диапазон), непрерывные и импульсные волоконные лазеры и волоконные усилители, а также лазерные диоды.Предназначены для различных областей применения: в промышленности (производство, лидарные датчики), науке (лаборатории и университеты), медицине (офтальмология) и обороне.

AMPHOS

Сверхбыстрые лазерные системы от AMPHOS подходят для применения в лазерной обработке материалов, а также для научных исследований в областях с экстремальными параметрами. Высокая производительность, такая как средняя выходная мощность до 1 кВт при высоком качестве луча от Amphos5000, дает различные преимущества в различных областях применения.

Aerodiode

AeroDIODE предлагает мощные лазерные диоды с выходной мощностью до 150 Вт на длинах волн 808, 915, 976 или 1064 нм — доступны на складе или в сборе с драйвером лазерного диода «под ключ» с температурой воздушного охлаждения регулирование. Доступны версии с разъемом для оптоволокна высокой мощности или с 3-мм выходным коллиматором.

Laser Quantum

Laser Quantum производит лазеры непрерывного действия и сверхбыстрые лазеры с высокой выходной мощностью, такие как семейство лазеров Finesse с выходной мощностью до 16 Вт.

Frankfurt Laser Company

Frankfurt Laser Company предлагает высокомощные диодные лазерные системы с оптоволоконной связью и выходной мощностью до 300 Вт. Также доступны отдельные диодные линейки.

Alpes Lasers

Для длин волн от 3,9 до 9,7 мкм компания Alpes Lasers предлагает несколько мощных лазеров Фабри-Перо мощностью до 1,5 Вт. Минимальная средняя мощность этих квантовых каскадных лазеров составляет 1 Вт, а пиковая мощность превышает 9 Вт. Доступные в коллимированном корпусе HHL со специальным драйвером, эти лазеры могут использоваться для оптической связи в свободном пространстве, энерговыделения, освещения и ИК-противодействия.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставить вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним по электронной почте.грамм. по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: тепловая линза, нелинейность, масштабирование мощности лазеров, тонкодисковые лазеры, пластинчатые лазеры, стержневые лазеры, лазеры с ламповой накачкой, мощные волоконные лазеры и усилители, криогенные лазеры, радиационно-сбалансированные лазеры, прямые диодные лазеры, лазерная безопасность, лазерная обработка материалов
и другие статьи в категории лазерные устройства и лазерная физика


Поделитесь этим с друзьями и коллегами, e.грамм. через социальные сети:

Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

Код для ссылок на другие сайты

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

   
Статья о мощных лазерах

в
Энциклопедия RP Photonics

С изображением для предварительного просмотра (см. поле чуть выше):

   
alt ="статья">

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/high_power_lasers.html 
статья «Мощные лазеры» в RP Photonics Encyclopedia]

High Power Laser Diode Driver OEM CW 25А 40В Модель: SF6100 v2.1

High Power Laser Diode Driver OEM CW 25А 40В Модель: SF6100 v2.1
  1. Главная
  2. Лазеры
  3. Полупроводниковые лазеры
  4. Аксессуары для полупроводниковых лазеров
  5. Высокомощный драйвер лазерного диода OEM CW 25А 40В Модель: SF6100 v2.1
ОБЗОР

SF6XXX — это серия высокомощных компактных OEM-драйверов для лазерных диодов постоянного тока.Это уникальное решение схемы лазерного драйвера позволяет достичь высокого КПД (до 97%) и высокой удельной мощности. Алюминиевая опорная пластина обеспечивает эффективный отвод тепла от модуля драйвера лазерного диода за счет водяного или воздушного охлаждения. Этот лазерный драйвер тока имеет большое количество функций защиты для безопасной работы лазерных диодов.

СПЕЦИФИКАЦИЯ
  • Диапазон выходного тока (I): 0 ~ 25 А
  • Защита лазерного диода: Мягкий пуск с линейным изменением до заданного значения тока/ Регулируемое пользователем ограничение тока/ Защита от перегрузки по току Быстрое отключение/ Предупреждение о перегреве и отключение при перегреве/Защита от обратного тока/ Защита от перемычки/ Блокировка входа/ Блокировка
  • Выходное напряжение (0.73*Вин Макс) (В): 5 ~ 40 В
  • Размер шага минимальной уставки тока: 0,01 А
  • Время нарастания (Iвых = 12,5А): мин — 140 мкс; макс — 300 мкс
  • Время нарастания (Iвых = 25 А): мин — 130 мкс; макс — 250 мкс
  • Время падения: мин — 10 мкс; макс — 50 мкс
  • Текущая стабильность:
  • Абсолютная точность уставки тока:
  • Размеры: 61 мм х 57.9 мм х 30 мм
  • Вес: 162 г
  • Диапазон входного напряжения (Vin): 12-55 В
  • Пользовательский интерфейс: Аналоговый/ RS-232 / UART (USB как платная опция 20 €) / Enable / Disable Input Signal Input
Приложения
  • Управление/управление Лазерные диоды для драйверов мощных лазеров в лазерной маркировке, сварке, пайке и резке, а также в медицинском оборудовании, оборудовании для лазерных измерений, спектрометрах, лидарах, дальномерах и лабораторных испытательных установках.
  • Эти устройства являются отличным выбором для лазерных диодов от II-VI Laser Enterprise, BWT Beijing Laser Diodes, IPG Photonics, Dilas Diodenlaser, Lumentum и др.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
  • УЛЬТРАКОМПАКТНЫЙ 60мм x 58мм x 30мм
  • Очень высокий КПД до 97%
  • Термисторный вход NTC (для отключения драйвера при перегреве лазерного диода) платная опция 20 €)
  • Мягкий пуск по нарастанию тока до уставки пользователя
  • Возможность калибровки тока в пределах 5%
  • Несколько уровней защиты лазерных диодов
  • Бесплатное программное обеспечение

Войти

ИЛИ

Нет учетной записи?
Пожалуйста, рассмотрите возможность регистрации

ПРИМЕЧАНИЕ. Получение ссылки для подтверждения регистрации может занять до 10 минут.Для немедленной помощи, пожалуйста, используйте опцию «ГОСТ» выше.

FindLight

3790 Эль Камино Реал, #538,

Пало-Альто , Калифорния , 94306 США

Этот hCard созданный с помощью hCard создатель .

Мощная лазерная обработка | II-VI Incorporated

Обработка лазером высокой мощности 1 мкм

Мощные лазеры, работающие на длине волны 1 мкм, включая волоконные лазеры, твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSS) и лазеры с прямым диодом, все чаще используются в высокоавтоматизированных производственных линиях. Они обеспечивают широкий спектр приложений обработки материалов, таких как сварка, резка, пайка, наплавка, обработка поверхности, нагрев объемных материалов, высоколокальный нагрев и аддитивное производство.Оптимальные конструкции лазеров могут быть достигнуты при правильном выборе полупроводниковых лазеров, специализированной оптики и решений для управления температурой.

II-VI предоставляет один из самых широких портфелей коммерческих компонентов для всех лазерных систем с длиной волны 1 мкм, предназначенных для промышленного применения. К ним относятся мощная оптика и покрытия, в том числе оптика произвольной формы с алмазным точением; акустооптические модули и волоконные компоненты для волоконных лазеров; нелинейно-оптические кристаллы; и лазерные кристаллы, легированные неодимом, для DPSS-лазеров.Клиенты также могут использовать решения II-VI для пассивного управления тепловым режимом с использованием реакционно-связанных материалов из карбида кремния (RB SiC) и CVD-алмаза термического качества, а также решения для активного управления тепловым режимом с термоэлектрическими модулями.

Полупроводниковые лазерные источники

II-VI варьируются от отдельных чипов лазерных диодов до лазерных стержней и блоков до лазерных двигателей с прямым диодом. Доступен широкий диапазон длин волн лазерных диодов для различных схем накачки волоконных лазеров и DPSS-лазеров, а также для соответствия характеристикам поглощения материала заготовки при использовании в лазерах с прямым диодом.Мощные лазерные обрабатывающие головки II-VI для резки, сварки, пайки, обработки поверхности и плакирования могут быть интегрированы в системы «под ключ» и развернуты вместе с мощными лазерными кабелями II-VI и волоконно-оптическими соединителями.

II-VI предлагает лазерные двигатели высокой яркости с прямым диодом и системы «под ключ». Диодные лазерные двигатели прямого действия достаточно компактны, чтобы их можно было устанавливать на роботизированных манипуляторах на высокоавтоматизированных сборочных линиях. Интерфейс управления Индустрии 4.0 значительно упрощает системную интеграцию и управление ключевыми параметрами лазера, позволяя нашим клиентам использовать все преимущества лазерной обработки с прямым диодом.Ассортимент систем лазерной обработки материалов II-VI включает в себя комплексные решения «под ключ», предназначенные для резки, сверления и микрообработки сверхтвердых материалов, таких как поликристаллический алмаз (PCD), поликристаллические алмазные компакты (PDC), CVD и монокристаллические алмазы, поликристаллический кубический бор. нитрид (PCBN) и керамика.

Мощный углекислотный лазер для обработки

Уровни выходной мощности CO2-лазера

продолжают расти, что позволяет использовать его в более широком спектре приложений, включая резку листового металла и литографию в крайнем ультрафиолете (EUV).Улучшение качества оптики, используемой в лазерном резонаторе и системах доставки луча, позволило добиться этих успехов.

От подложки до сборки, обширный опыт II-VI в оптике CO2-лазеров предлагает оптимальные решения, обеспечивающие передовые оптические характеристики в конструкциях мощных CO2-лазеров. Рост ZnSe и алмазных материалов методом CVD в рамках II-VI, а также вертикально интегрированная глобальная производственная база обеспечивают платформу, которая предлагает высококачественные фокусирующие линзы с низким поглощением, зеркала и компоненты, формирующие луч.Запасная оптика и аксессуары II-VI для CO2 легко доступны для обслуживания установленных лазеров.

 

Лазерное диодное освещение: потенциальное будущее высокоэффективного твердотельного освещения

Более века лампы накаливания были доминирующей технологией для получения искусственного света. Хотя эффективность современных ламп накаливания улучшилась, другие технологии освещения быстро заменяют их в большинстве приложений. Флуоресцентные лампы и компактные люминесцентные лампы демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с лампами накаливания, но в последние годы их вытеснили технологии светодиодов (LED).Это связано с превосходной энергоэффективностью, регулируемым спектральным выходом света, мгновенным включением и долговечностью светодиодов.

Хотя светодиодное освещение все больше и больше доминирует в освещении, у него есть недостатки. Раннее белое светодиодное освещение, как правило, воспринималось как слишком голубоватое и резкое для глаз, хотя более поздние «тепло-белые» светодиоды, похоже, уменьшили эту проблему. Однако белое светодиодное освещение по-прежнему имеет тенденцию излучать относительно слабо на более длинных (то есть более красных) длинах волн, что вызывает особую озабоченность в технологиях отображения.Светодиоды также имеют значительные ограничения производительности, в первую очередь из-за «падения эффективности», которое ограничивает работу светодиодов относительно низкой плотностью входной мощности. Увеличение количества света, излучаемого на единицу площади твердотельного источника освещения (например, светодиода), потенциально может снизить удельную стоимость, поскольку размер чипа может быть меньше для эквивалентного количества света.

Синие лазерные диоды являются одной из предлагаемых технологий. Лазерные диоды в принципе могут иметь высокий КПД при гораздо более высокой плотности входной мощности, чем светодиоды.Следовательно, замена синих светодиодов синими лазерными диодами может стать следующим эволюционным шагом в технологии освещения. Их способность достигать высокой выходной эффективности при очень высокой плотности мощности (от 100 до 1000 раз выше, чем у синих светодиодов) обеспечивает значительно более высокую светоотдачу при гораздо меньшем размере кристалла. Эти высокие плотности представляют особый интерес для автомобильных приложений, таких как фары высокой интенсивности, и могут привести к новым средствам доставки освещения в здания с использованием новых подходов, таких как оптоволоконные кабели и другие волноводы.

В настоящее время коммерческие приложения ограничены соображениями общей стоимости и нормативными требованиями. Стоимость лазерного освещения по-прежнему значительно выше, чем у синих светодиодов, хотя более высокая плотность мощности может позволить снизить стоимость синего лазерного освещения, поскольку для заданного количества светового потока требуется меньшая площадь кристалла. Использование лазерного освещения в автомобильных фарах дает ряд преимуществ по дальности луча и эффективности, недостижимых при использовании других технологий.Однако проблемы регулирования не позволяют использовать многие из этих преимуществ в серийных автомобилях, особенно в Соединенных Штатах. Поэтому необходимы нормативные изменения, прежде чем лазерное освещение можно будет представить на американском рынке. Учитывая это препятствие и тот факт, что большая часть работ по лазерному освещению автомобилей ведется с европейскими производителями, вполне вероятно, что лазерное освещение сначала выйдет на европейский рынок, а в американские правила последуют изменения, если технология окажется популярной в Европе.

(PDF) Мощные диодные лазеры с внешней оптической обратной связью. (COD) в диодных лазерах на основе GaAs», Laser Photonics Rev. 5(3), 422-441 (2011).

[4] Henry, H.C., Petroff, P.M., Logan, R.A., and Merrit, F.R., «Катастрофическое повреждение Al

x

Ga

1−x

В виде двойного

3 ‐

2

2 – гетероструктурного материала », Дж.заявл. физ. 50(5), 3721-3732 (1979).

[5] Takiguchi, Y., Asatsuma, T., и Hirata, S., «Влияние снижения порога на катастрофическое повреждение оптического зеркала

в широкоугольных полупроводниковых лазерах с оптической обратной связью», Proc. SPIE 6104, 61040X (2006 г.).

[6] Hempel, M., Chi, M., Petersen, P.M., Zeimer, U., Weyers, M., and Tomm, J.W., «Влияние внешней оптической обратной связи

на поведение при деградации высоко- мощные диодные лазеры», Тр. SPIE 8605, 86050L (2013 г.).

[7] Вольф П., Келер Б., Роттер К., Херч С., Киссель Х. и Бизенбах Дж., «Высокая мощность, высокая яркость и малый вес

. диодный лазерный прибор с оптоволоконным соединением», Proc. SPIE 7918, 79180O (2011 г.).

[8] Hempel, M., Chi, M., Petersen, P.M., Zeimer, U., and Tomm, J.W., «Как внешняя обратная связь вызывает деградацию

диодных лазеров на основе AlGaAs?», Appl. физ. лат. 102(2), 023502 (2013).

[9] Чуанг, К.-Ф., Ляо, Ю.-Х., Линь, К.-H., Chen, S.-Y., Grillot, F. и Lin, F.-Y., «Коэффициент увеличения ширины линии

в полупроводниковых лазерах при различных условиях внешней оптической обратной связи», Optics Express 22(5) , 5651-

5658 (2014).

[10] Ланг, Р. и Кобаяши, К., «Влияние внешней оптической обратной связи на свойства полупроводникового инжекционного лазера»,

IEEE J. Quantum Electron. КС-16(3), 347-355 (1980).

[11] Хейл, Т., Фишер, И., Эльзассер, В., Краускопф, Б., Грин, К.и Гавриелидес, А., «Динамика задержки

полупроводниковых лазеров с короткими внешними полостями: сценарии и механизмы бифуркации», Phys. Ред. E 67(6),

066214 (2003 г.).

[12] Мандре С.К., Фишер И. и Эльзассер В., «Управление пространственно-временным излучением широкоугольного полупроводникового лазера

с помощью обратной связи с пространственной фильтрацией», Optics Lett. 28(13), 1135-1137 (2003).

[13] Такэда А., Сёгэндзи Р. и Оцубо Дж., “Динамика и пакетно-импульсные колебания в широкоапертурных

полупроводниковых лазерах с короткой оптической обратной связью”, Прикл. физ. лат. 101(23), 231105 (2012).

[14] Амрита и Шарма, А. К., «Филаментационная нестабильность в полупроводниковом лазере», J. Appl. физ. 94(1), 19-22

(2003).

[15] Leonhäuser, B., Kissel, H., Unger, A., Köhler, B., and Biesenbach, J., «Вызванное обратной связью катастрофическое оптическое повреждение зеркала

(COMD) на одиночных излучателях с широкой площадью 976 нм. с различной светоотражающей способностью», Proc.SPIE 8965,

896506 (2014).

[16] Зиглер, М., Томм, Дж.В., Эльсэссер, Т., Маттисен, К., БоуСанайех, М., и Брик, П., «Тепловое изображение

катастрофических оптических повреждений в реальном времени в красном излучающие мощные диодные лазеры», Заявл. физ. лат. 92(10),

103514 (2008).

[17] Ткач, Р. В. и Храпливый, А. Р., «Режимы эффектов обратной связи в 1,5-мкм лазерах с распределенной обратной связью»,

IEEE J. Lightwave Technology, LT-4, 1655-1661 (1986).

[18] Hempel, M., Tomm, J.W., La Mattina, F., Ratschinski, I., Schade, M., Shorubalko, I., Stiefel, M., Leipner, H.S.,

Kiessling, F.M., и Эльзессер, Т., «Микроскопические причины катастрофических оптических повреждений в диодных лазерах»,

IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 19(4), 1500508 (2013).

[19] Спитцер В.Г. и Уилан Дж.М., «Инфракрасное поглощение и эффективная масса электронов в арсениде галлия n-типа

», Physical Review 114 (1), 59 (1959).

[20] Hempel, M., Tomm, J.W., Baeumler, M., Konstanzer, H., Mukherjee, J., and Elsaesser, T.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.