Cip Laser

Cip laser, juga dipanggil bar laser diod yang tidak dipasang, ialah cip laser pemancar tunggal atau cip laser bar tunggal, yang tidak dipasang pada sink haba dan tidak mempunyai sebarang pembungkusan luaran. Pilih daripada bahan semikonduktor GaAs, InP dan GaSb untuk mendapatkan panjang gelombang daripada 450 nm hingga 2 µm, yang memberikan kebolehpercayaan dan prestasi yang luar biasa.

Cip laser ialah cip kecil yang mengintegrasikan laser dan komponen optoelektronik lain. Komponen teras cip laser ialah laser semikonduktor, yang menggunakan proses penggabungan semula elektron dan lubang dalam bahan semikonduktor untuk menghasilkan laser. Cip laser adalah lebih kecil dan lebih ringan daripada laser gas tradisional atau laser keadaan pepejal, menjadikannya sesuai untuk disepadukan ke dalam pelbagai peranti mudah alih dan terbenam.

Pemancar Tunggal

Bar Tunggal

Cip VCSEL

Cip EEL Pemancar Tunggal

Cip EEL Bar Tunggal

Perbezaan utama antara cip laser pemancar tunggal dan cip laser bar tunggal adalah struktur dan aplikasinya. Cip laser pemancar tunggal biasanya merujuk kepada cip laser tunggal, manakala cip laser bar tunggal ialah struktur berbentuk jalur yang terdiri daripada cip laser berbilang.

Cip laser pemancar tunggal terdiri daripada cip laser tunggal dan biasanya mempunyai saiz yang lebih kecil dan output kuasa yang lebih rendah. Ia biasanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan kawalan rasuk yang tepat, seperti komunikasi gentian optik dan penunjuk laser. Ciri-ciri cip laser pemancar tunggal adalah kualiti pancaran tinggi mereka dan sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kearah yang tinggi dan kecerahan tinggi.

Cip laser bar tunggal ialah struktur berbentuk jalur yang terdiri daripada pelbagai cip laser dan biasanya mempunyai saiz yang lebih besar dan output kuasa yang lebih tinggi. Cip laser bar tunggal sesuai untuk aplikasi yang memerlukan output kuasa tinggi, seperti pemprosesan bahan, peralatan perubatan dan instrumen penyelidikan saintifik. Ciri-ciri cip laser bar tunggal ialah kuasa keluarannya yang tinggi dan sesuai untuk aplikasi yang memerlukan penyinaran kawasan besar atau tenaga tinggi.

Dari segi butiran teknikal dan aplikasi, cip laser pemancar tunggal dan cip laser bar tunggal juga berbeza dalam kaedah penyediaan dan pemilihan bahan. Cip laser pemancar tunggal biasanya disediakan menggunakan teknologi pemendapan wap kimia organik logam dan mempunyai kualiti dan kecekapan rasuk yang tinggi. Cip laser bar tunggal mengelakkan pengikat sisi melalui reka bentuk lapisan epitaxial dan alur pengasingan, dan meningkatkan kebolehpercayaan dan ketahanan peranti.

Bar laser yang tidak dipasang boleh dipotong menjadi cip laser pemancar tunggal, termasuk langkah berikut:

Scriping: Pada setiap bar laser yang tidak dipasang untuk dibelah, scribing dilakukan antara dua cip bersebelahan.

Pengembangan filem: Filem pelekat dengan bar laser dipasang dipindahkan ke mesin pengembangan filem untuk pengembangan filem pertama. Selepas pengembangan filem selesai, filem pelekat berada dalam keadaan pengembangan pertama dan kekal dalam keadaan ini.

Pemisahan: Filem pelekat dalam keadaan pengembangan pertama dipindahkan ke mesin pemisah, dan bar laser dibelah sepanjang garis pencoretan untuk memisahkan cip pada bar laser antara satu sama lain. Dengan mengembangkan filem pelekat yang dilekatkan pada bar laser sebelum membelah, prategasan disediakan pada cip pada kedua-dua belah garis scribing, supaya cip boleh diasingkan secara semula jadi dengan bersih di sepanjang arah scribing semasa membelah, mengelakkan cip daripada berlanggar dengan setiap lain semasa terbelah dan rosak.

Kunci kepada kaedah ini adalah untuk menyediakan prategasan melalui pengembangan filem untuk memastikan bahawa cip boleh diasingkan secara semula jadi sepanjang arah scribing semasa membelah, dengan itu meningkatkan hasil dan kualiti cip.

‌Jarak antara pemancar bar laser yang tidak dipasang mempunyai kesan yang ketara terhadap prestasi. Jarak pemancar seragam boleh memastikan kesan pelesapan haba yang lebih baik dari bar laser yang tidak dipasang, dengan itu meningkatkan hayat dan kestabilan bar laser yang tidak dipasang.

Jarak antara pemancar bar laser yang tidak dipasang akan menjejaskan kesan pelesapan haba. Jika jarak pemancar tidak sekata, ia boleh menyebabkan suhu sesetengah pemancar menjadi terlalu tinggi, sekali gus menjejaskan prestasi dan hayat laser. Dengan melaraskan lebar setiap pemancar bar, pelesapan haba keseluruhan bar boleh dibuat lebih seragam, dan suhu pemancar tengah boleh dielakkan menjadi jauh lebih tinggi daripada suhu pemancar tepi, dengan itu mengurangkan masalah anjakan panjang gelombang dan pengurangan lebar nadi.

Jarak antara pemancar juga mempengaruhi kecerahan bar laser yang tidak dipasang. Jika jarak antara pemancar terlalu besar, ia boleh menyebabkan kecerahan tidak sekata dan menjejaskan kesan paparan. Jarak yang sesuai antara pemancar boleh memastikan kesan paparan dan prestasi bar laser yang tidak dipasang dalam senario aplikasi yang berbeza.

Terdapat pelbagai keperluan untuk sink haba yang digunakan dalam cip laser pembungkusan, terutamanya termasuk kekonduksian terma, padanan pekali pengembangan haba, keupayaan pelepasan tegasan haba dan rawatan permukaan. ‌

Pertama, kekonduksian haba adalah salah satu parameter penting bahan sink haba. Cip laser menghasilkan banyak haba semasa operasi. Jika haba tidak dapat hilang dalam masa, ia akan menjejaskan prestasi dan hayat laser. Oleh itu, bahan sink haba perlu mempunyai kekonduksian haba yang tinggi untuk menghantar haba dengan berkesan. Bahan sink haba biasa seperti aluminium nitrida, silikon karbida, berlian, dll. mempunyai kekonduksian terma yang tinggi.

Kedua, padanan pekali pengembangan terma‌ juga sangat penting. Pekali pengembangan haba cip laser dan bahan sink haba perlu dipadankan untuk mengurangkan tekanan yang disebabkan oleh perubahan suhu dan mengelakkan keretakan atau ubah bentuk antara bahan. Sebagai contoh, pekali pengembangan haba aluminium nitrida ialah 4.6×10^-6/K, yang hampir dengan pekali pengembangan haba cip laser, jadi ia sering digunakan sebagai bahan sink haba peralihan.

Selain itu, keupayaan pelepasan tekanan haba‌ juga merupakan faktor utama. Haba yang dihasilkan oleh laser semasa operasi akan menyebabkan tegasan haba antara cip dan sink haba. Jika bahan sink haba tidak dapat melepaskan tegasan ini dengan berkesan, ia boleh menyebabkan prestasi laser merosot atau gagal. Oleh itu, bahan sink haba perlu mempunyai keupayaan pelepasan tekanan haba yang baik‌.

Akhir sekali, rawatan permukaan juga mempengaruhi prestasi sink haba. Rawatan permukaan bahan sink haba perlu memenuhi penampilan tertentu dan keperluan ujian fizikal dan kimia untuk memastikan kebolehpercayaan dan ketahanannya dalam aplikasi praktikal.

Ringkasnya, sink haba yang digunakan untuk cip laser berbungkus perlu mempunyai kekonduksian haba yang tinggi, sepadan dengan pekali pengembangan haba cip, keupayaan pelepasan tegasan haba yang baik dan rawatan permukaan yang sesuai untuk memastikan kestabilan dan kebolehpercayaan jangka panjang laser.

‌Langkah teras pembungkusan bar cip laser yang tidak dipasang termasuk: memilih bahan pembungkusan yang sesuai, mereka bentuk struktur pembungkusan, melakukan kimpalan dan ikatan, dan mengoptimumkan pengurusan terma.

Pertama sekali, memilih bahan pembungkusan yang sesuai adalah kunci untuk memastikan prestasi bar cip laser yang tidak dipasang. Sebagai contoh, pateri keras timah emas boleh digunakan untuk membungkus bar laser semikonduktor biru galium nitrida (GaN) berkuasa tinggi, dan sink haba peralihan tembaga-tungsten boleh digunakan sebagai lapisan penampan untuk menyekat tekanan sisa pembungkusan. Selain itu, sistem bahan epitaxial InGaAs/AlGaAs juga boleh digunakan untuk mereka bentuk tatasusunan bar laser semikonduktor tirus berkuasa tinggi.

Kedua, struktur pembungkusan yang direka dengan betul adalah penting untuk meningkatkan prestasi bar cip laser yang tidak dipasang. Sebagai contoh, struktur pakej boleh dibina menggunakan komponen seperti sink haba saluran mikro, filem penebat, dan pita tembaga untuk mencapai pengurusan haba yang baik dan pengedaran semasa.

Seterusnya datang proses pematerian dan ikatan. Mesin peletakan berketepatan tinggi digunakan untuk mengikat cip eutektik pada sink haba peralihan tembaga-tungsten, dan suhu, tekanan dan masa kimpalan dikawal dengan ketat untuk memastikan kualiti kimpalan. Eksperimen menunjukkan bahawa parameter kimpalan yang sesuai boleh mengurangkan rintangan haba dan arus ambang dengan ketara, dengan itu meningkatkan kuasa optik output dan kecekapan penukaran fotoelektrik.

Akhir sekali, mengoptimumkan pengurusan haba adalah langkah penting untuk memastikan operasi stabil jangka panjang bar cip laser yang tidak dipasang. Dengan mereka bentuk struktur sink haba secara rasional dan memilih bahan yang sesuai, rintangan haba dapat dikurangkan dengan berkesan, kecekapan pelesapan haba dapat dipertingkatkan, dan hayat perkhidmatan bar cip laser yang tidak dipasang dapat dilanjutkan.

1. Cegah pencemaran: Bar laser yang tidak dipasang perlu dibungkus dalam persekitaran bebas habuk dan steril untuk mengelakkan pencerobohan zarah dan mikroorganisma. Bahan cemar ini boleh menjejaskan prestasi dan hayat bar laser yang tidak dipasang, malah menyebabkan kegagalan pembungkusan.

2. Meningkatkan kualiti pembungkusan: Kawalan alam sekitar di dalam bilik bersih boleh memastikan suhu, kelembapan dan aliran udara semasa proses pembungkusan berada dalam keadaan terbaik, dengan itu meningkatkan kualiti dan konsistensi pembungkusan. Ini membantu mengurangkan kecacatan pembungkusan dan meningkatkan kadar produk yang layak.

3. Memanjangkan hayat perkhidmatan: Pembungkusan dalam persekitaran yang bersih boleh mengurangkan kerosakan pada bar laser yang tidak dipasang oleh faktor luaran, dengan itu memanjangkan hayat perkhidmatannya. Bilik bersih mengurangkan masalah pencemaran yang mungkin dihadapi semasa proses pembungkusan dengan mengawal ketat keadaan persekitaran, dan melindungi kestabilan dan kebolehpercayaan bar laser yang tidak dipasang.

4. Meningkatkan kecekapan pengeluaran: Sistem penapisan yang cekap dan keadaan persekitaran bilik bersih yang dikawal ketat boleh mengurangkan gangguan pengeluaran dan kerja semula yang disebabkan oleh pencemaran, dengan itu meningkatkan kecekapan pengeluaran keseluruhan. Selain itu, bilik bersih juga boleh memastikan kesinambungan dan kestabilan proses pengeluaran, seterusnya meningkatkan kecekapan pengeluaran.

Perbezaan struktur:

‌EEL (Edge Emitting Laser): EEL menggunakan pancaran sinaran sepanjang arah paksi, iaitu, cahaya dipancarkan sepanjang arah satah peranti, biasanya dengan struktur silinder, dan cahaya memancarkan pancaran laser dari sisi.

‌VCSEL (Laser Pemancar Permukaan Rongga Menegak): Struktur VCSEL adalah menegak, iaitu, cahaya berserenjang dengan peranti, dan cahaya dipancarkan terutamanya dari atas, membentuk titik bulat.

Mod pelepasan:

‌EEL: Pancaran laser dipancarkan dari sisi melalui struktur silinder.

‌VCSEL: Laser pemancar permukaan, cahaya dipancarkan terutamanya dari atas.

Bentuk bintik:

‌EEL: Tempat yang dipancarkan adalah elips.

‌VCSEL: Tempat yang dipancarkan adalah bulat.

Perbezaan prestasi:

‌EEL: Ia mempunyai kuasa keluaran dan tenaga yang lebih tinggi daripada laser tunggal, sesuai untuk aplikasi dengan keperluan tenaga yang tinggi.

‌VCSEL‌: Ia mempunyai kecekapan kuantum dalaman yang tinggi dan kestabilan terma yang lebih baik, dan boleh mencapai kelajuan tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan julat suhu yang luas‌.

Kawasan permohonan:

‌EEL‌: Ia kebanyakannya digunakan untuk komunikasi berkelajuan tinggi, seperti komunikasi gentian optik, pencetakan laser, cakera optik dan pengukuran dan pengesanan optik‌.

‌VCSEL‌: Ia biasanya digunakan dalam sambungan optik pusat data, lidar, pengecaman muka, pengimbasan 3D dan aplikasi lain‌.

Secara ringkasnya, EEL dan VCSEL mempunyai perbezaan yang ketara dalam struktur, mod pelepasan, bentuk bintik, prestasi dan kawasan aplikasi. Pengguna boleh memilih cip laser yang sesuai mengikut keperluan khusus.

Kerja cip EEL Edge Emitting Laser terutamanya merangkumi langkah-langkah berikut:

1. Suntikan pembawa: Dengan menggunakan pincang ke hadapan, elektron disuntik dari kawasan jenis N ke dalam lapisan aktif, dan lubang disuntik dari kawasan jenis P ke dalam lapisan aktif. Dalam lapisan aktif, elektron dan lubang bergabung semula untuk menghasilkan foton. Proses ini serupa dengan diod pemancar cahaya (LED), tetapi EEL adalah untuk mencapai laser dan bukannya cahaya biasa.

2. Sinaran yang dirangsang dan penguatan cahaya: Foton yang dijana dalam lapisan aktif berinteraksi dengan elektron teruja lain, menyebabkan elektron ini beralih kepada keadaan tenaga rendah dan memancarkan lebih banyak foton dengan fasa, kekerapan dan arah yang sama seperti foton awal. Ini adalah sinaran yang dirangsang. Apabila foton memantul bolak-balik antara cermin ini, lebih banyak foton sinaran yang dirangsang dijana dalam lapisan aktif, membentuk mekanisme penguatan cahaya dalam rongga resonans.

3. Rongga resonan dan penguatan cahaya: Memandangkan lapisan aktif EEL tertanam di antara dua cermin selari (muka hujung), cermin ini akan memantulkan beberapa foton kembali ke lapisan aktif. Apabila foton memantul bolak-balik antara dua cermin, lebih banyak foton sinaran yang dirangsang dijana dalam lapisan aktif. Proses penguatan cahaya berulang ini membentuk mekanisme penguatan cahaya dalam rongga resonans.

4. Keluaran laser‌: Apabila bilangan foton dalam rongga resonans mencapai ambang tertentu, beberapa foton akan dipancarkan melalui muka hujung dengan pemantulan yang lebih rendah untuk membentuk output laser. Arah pancaran laser EEL adalah selari dengan permukaan cip, jadi ia dipanggil laser pemancar tepi.

Empat Kaedah penyejukan

Penyejukan sink haba perolakan semulajadi‌: Kaedah ini menggunakan bahan dengan kekonduksian terma yang tinggi untuk mengeluarkan haba yang dijana dan menghilangkan haba melalui perolakan semula jadi. Selain itu, sirip juga boleh membantu menghilangkan haba dan meningkatkan kadar pemindahan haba sistem penyejukan‌.

‌Bahan kekonduksian terma‌: Gunakan bahan dengan kekonduksian terma yang tinggi untuk mengurangkan suhu laser. Bahan-bahan ini boleh menghantar haba dengan berkesan, dengan itu mengekalkan operasi laser‌ yang stabil.

Berdasarkan teknologi semikonduktor peneraju industri, BrandNew menyediakan pelbagai pilihan cip laser. Beberapa pilihan ini termasuk panjang gelombang antara 450nm hingga 2100nm, cip laser pemancar tunggal dengan kuasa keluaran sehingga 20W dan cip laser bar tunggal dengan kuasa keluaran sehingga 600W, dan gelombang berterusan (CW) dan gelombang separa berterusan (QCW ) pilihan. Cip dan bar laser tersedia dalam pelbagai faktor isian, lebar jalur, lebar bar dan panjang rongga, dan pilihan tersuai boleh dibangunkan untuk memenuhi keperluan unik anda.

Cip laser dihasilkan di bawah kawalan kualiti yang paling ketat. Kami hanya bekerja dengan teknologi epitaksi, pemprosesan dan salutan facet terkini. Kaedah pematerian standard digunakan untuk memasang cip laser. Bahan ini menyokong pateri lembut (indium) dan pateri keras (emas/tin). Konfigurasi standard cip laser ialah struktur pemancar yang dipisahkan pada sisi p. Atas permintaan, cip laser boleh didapati dengan pemekatan p-side berterusan dan salutan facet yang disesuaikan, menggunakan salutan AR rendah untuk pemasangan resonator luaran.

Teknologi Brandnew, salah satu pengeluar dan pembekal laser diod terkemuka di China, mempunyai kilang profesional yang mengeluarkan cip laser berkualiti tinggi dan menjual pada harga yang kompetitif. Selamat datang ke borong produk kami buatan China.