सेमीकंडक्टर लेजर की मानक स्थापना प्रक्रिया

Dec 14, 2022

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ब्रैंडन्यू फाइबर-युग्मित डायोड लेजर, जिसमें 105um, 135um, 200um और अन्य विभिन्न फाइबर कोर व्यास आउटपुट शामिल हैं, लेजर पावर दसियों वाट से लेकर हजारों वाट तक होती है, और आउटपुट वेवलेंथ 400nm से 1000nm तक होती है, जिसमें कई सिंगल-ट्यूब युग्मन होते हैं। उच्च विश्वसनीयता, विरोधी प्रतिबिंब संरक्षण, उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर, व्यापक तरंग दैर्ध्य कवरेज और अन्य विशेषताओं का व्यापक रूप से औद्योगिक प्रसंस्करण, सटीक प्रसंस्करण, चिकित्सा सौंदर्य, वैज्ञानिक अनुसंधान, संवेदन का पता लगाने, प्रकाश व्यवस्था और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

1. सुरक्षा सावधानियां

सामान्य परिस्थितियों में, मुड़े हुए फाइबर से बहुत कम प्रकाश बिखरता है (झुकने के नुकसान के कारण), और यह अपेक्षाकृत सुरक्षित है। लेकिन जब तक लेजर मॉड्यूल चालू रहता है, तब तक फाइबर क्षति/पिघलने के कारण अचानक तेज प्रकाश रिसाव को रोकने के लिए आंखों की सुरक्षा की जानी चाहिए। कृपया चौथे स्तर के अवरक्त लेजर सुरक्षा मानकों का कड़ाई से पालन करें और आंखों और त्वचा के लिए सुरक्षात्मक उपाय करें।

eye protection.JPG

2. डायोड लेजर स्थापित करें

एक। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, लेजर मॉड्यूल को एक मानक मार्बल प्लेटफॉर्म पर रखें और शेल के तल की सपाटता की जांच करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि शेल स्वयं विकृत नहीं है और नीचे की प्लेट में कोई गड्ढा नहीं है।

put in the platform.JPG

बी। अल्कोहल से हीट सिंक की सतह को साफ करें।

सी। चित्रा 3 का जिक्र करते हुए, लेजर मॉड्यूल को चालू करें और शराब के साथ आवास के निचले हिस्से को ध्यान से साफ करें।

clean the bottom of the housing with alcohol.JPG

डी। लगभग 100um की मोटाई के साथ लेजर मॉड्यूल के तल पर थर्मल प्रवाहकीय सिलिकॉन ग्रीस की एक परत को समान रूप से कोट करें (जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है); फिर बढ़ते छेद को संरेखित करें और लेजर मॉड्यूल को कूलिंग प्लेट पर रखें।

Shell bottom plate coated with thermal interface material.JPG

Matching screws, washers, washers, torque screwdriver.JPG

लेजर मॉड्यूल को स्थापित करने के लिए एक टोक़ पेचकश का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। पहले टॉर्क को {{0}}.15 N∙m पर सेट करें, फिर स्क्रू को थोड़ा ठीक करने के लिए 2-3 घुमाने के लिए स्क्रू को दक्षिणावर्त घुमाएं; फिर टॉर्क रिंच के टॉर्क को 0.25N∙m पर सेट करें, और फिर स्क्रू को क्लॉकवाइज कई बार घुमाएं जब तक कि स्क्रू को कसना बंद न हो जाए।

Fix the laser to the heat sink with screws.JPG

इ। पुष्टि करें कि गर्मी-संचालन सामग्री लेजर मॉड्यूल के नीचे चारों ओर बहती है, जैसा चित्र 7 में दिखाया गया है।

figure 7.JPG

3. सर्किट कनेक्शन

एक। स्थैतिक संरक्षण

इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सेमीकंडक्टर लेजर की अप्रत्याशित विफलता के प्रमुख कारणों में से एक है। लेजर की स्थापना प्रशिक्षित कर्मियों द्वारा पूरी की जानी चाहिए, एक विरोधी स्थैतिक कलाई का पट्टा पहनें और ऑपरेशन के दौरान कार्यक्षेत्र को ग्राउंड करें।

ब्रैंडन्यू लेजर मॉड्यूल को एंटी-स्टैटिक सामग्रियों के साथ पैक किया जाता है, और प्रत्येक डिवाइस के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड लीड्स को स्टेटिक-डिसिपेटिव सामग्रियों के साथ शॉर्ट-सर्किट किया जाता है; बिजली की आपूर्ति से जुड़े होने के बाद ही लेजर मॉड्यूल के पिन पर विरोधी स्थैतिक तारों को हटाया जा सकता है। सुरक्षा रेखा।

बी। बिजली की आपूर्ति

जब बिजली की आपूर्ति का वोल्टेज या करंट लेजर मॉड्यूल (उत्पाद विनिर्देश में दिए गए) के अधिकतम स्वीकार्य मूल्य से अधिक हो जाता है, तो इससे डायोड को नुकसान हो सकता है। बिजली की आपूर्ति में ओवरकुरेंट, ओवरवॉल्टेज संरक्षण और क्षणिक दमन कार्य होना चाहिए।

जब कई लेजर मॉड्यूल श्रृंखला में उपयोग किए जाते हैं, तो डिवाइस और जमीन के बीच ब्रेकडाउन को रोकने के लिए, इलेक्ट्रोड में अधिकतम वोल्टेज 75V से कम होने की सिफारिश की जाती है।

सी। इलेक्ट्रोड वेल्डिंग

"प्लग एंड प्ले" बिजली आपूर्ति विधि केवल अल्पकालिक उपयोग या परीक्षण के लिए उपयुक्त है; यदि यह लंबे समय तक उपयोग किया जाता है, तो कृपया बिजली की आपूर्ति के लिए सीधे वेल्डिंग का उपयोग करें। वेल्डिंग का अधिकतम तापमान 300 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए, और वेल्डिंग का समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए।

इलेक्ट्रोड पिन को मोड़ने या काटने से लेजर मॉड्यूल की वायुरोधीता और विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है, इसलिए इलेक्ट्रोड पिन को मोड़ने या काटने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

4. फाइबर व्यवस्था

फाइबर क्षति से बचने के लिए, फाइबर को कुंडलित करने की आवश्यकता होती है। भंडारण और परिवहन करते समय, फाइबर का झुकने वाला त्रिज्या फाइबर व्यास के 200 गुना से अधिक होना चाहिए; जब लेजर काम कर रहा हो, तो फाइबर का झुकने वाला दायरा बड़ा होना चाहिए, विवरण के लिए नीचे दी गई तालिका देखें।

fiber arrange.JPG

800W और उससे अधिक की ऑप्टिकल शक्ति वाले फाइबर लेज़रों के लिए, झुकने की त्रिज्या को उचित रूप से 20-50 प्रतिशत तक बढ़ाया जाना चाहिए।

5. फाइबर युग्मित डायोड लेजर के लिए विरोधी प्रतिबिंब प्रकाश

~ 1 माइक्रोन बैंड में लेजर डायोड को लेजर द्वारा क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए लेजर मॉड्यूल के अंदर एक डाइक्रोइक फिल्टर स्थापित किया गया है, लेकिन अभी भी दो स्थितियों पर विचार करना है: पहला, डाइक्रोइक फिल्टर रिटर्न लाइट या अवशिष्ट पंप लाइट की रक्षा नहीं कर सकता है। 9XXnm पर (उदाहरण के लिए, एक अप्रत्यक्ष रूप से पंप किए गए फाइबर लेजर में, पंप के सभी प्रकाश को सक्रिय फाइबर द्वारा अवशोषित नहीं किया जाता है)। लेजर डायोड को नुकसान से बचने के लिए, लौटाई गई 9XXnm लाइट को लेजर मॉड्यूल की अधिकतम आउटपुट पावर के 2.5 प्रतिशत के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

दूसरे, हालांकि दो-रंग के फिल्टर में लेजर डायोड की सुरक्षा के लिए एक उच्च अलगाव होता है, ~ 1 माइक्रोन पर लौटी हुई रोशनी की तीव्रता लेजर मॉड्यूल की प्रसंस्करण क्षमता से अधिक नहीं होनी चाहिए, और ~ 1 माइक्रोन पर लौटी हुई रोशनी की ऊर्जा किसी भी 1 सेकंड में 10 जूल से अधिक नहीं होना चाहिए (उदाहरण के लिए: 10 वाट निरंतर प्रकाश, या 10 किलोवाट बिजली लेकिन अवधि में 1 मिलीसेकंड से कम)।

6. फाइबर युग्मित डायोड लेजर परीक्षण और उपयोग

एक। आउटपुट तैयार

अधिकतम ड्राइविंग करंट के तहत, लेजर मॉड्यूल के आउटपुट फाइबर अंत के अंत चेहरे से परावर्तित प्रकाश लेजर के अंदर वापस आ जाता है, जिससे लेजर डायोड की शक्ति कम हो सकती है, और गंभीर मामलों में, सीधे कारण हो सकता है लेजर विफल करने के लिए। लेजर को नुकसान से बचने के लिए, लेजर मॉड्यूल की आउटपुट पावर का परीक्षण करने से पहले, आउटपुट फाइबर पर एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग के साथ लेपित आउटपुट फाइबर को वेल्ड करना आवश्यक है, या आउटपुट फाइबर के अंतिम चेहरे को काटना या पीसना आवश्यक है। 8 डिग्री बेवेल कोण पर, और फिर आउटपुट पावर के लिए परीक्षण करें, चित्र 8 में योजनाबद्ध आरेख देखें।

Coated and uncoated two different output fiber end face treatments.JPG

बी। लेजर ड्राइव विधि

यह आमतौर पर माना जा सकता है कि लेजर डायोड की विश्वसनीयता एक विशिष्ट शक्ति पर लेजर मॉड्यूल के कुल परिचालन समय के प्रतिशत से संबंधित है। हालांकि, प्रत्येक ग्राहक के वास्तविक आवेदन विधियों की विविधता पर विचार करते हुए, जैसे कि विभिन्न ड्राइविंग विधियों जैसे निरंतर संचालन और पल्स ऑपरेशन (विभिन्न वृद्धि / गिरावट का समय, कर्तव्य चक्र, आवृत्ति, आदि) का उपयोग करना। इस तरह के एक विस्तृत पैरामीटर स्थान से विभिन्न मोड के तहत विश्वसनीयता मॉडल को पूरी तरह से सेट और बनाना असंभव हो जाता है। लेज़र की विश्वसनीयता को कम करने से बचने के लिए, यह आवश्यक है कि लेज़र को कूलिंग प्लेट पर लगभग 25 डिग्री पर स्थापित किया जाए, और साथ ही यह सुनिश्चित किया जाए कि पीक ऑपरेटिंग करंट रेटेड अधिकतम करंट से अधिक न हो; विशेष रूप से पल्स ऑपरेटिंग मोड में, वर्तमान ओवरशूट से बचना आवश्यक है; यदि लेज़र लंबे समय तक पल्स मोड में काम करता है, तो हम सुझाव देते हैं कि लेज़र ड्राइव का उदय / पतन का समय 10μs से अधिक होना चाहिए, और मॉडुलन आवृत्ति 50KHZ से अधिक नहीं होनी चाहिए।

सी। शक्ति परीक्षण

ब्रांडन्यू बिजली माप के लिए निम्नलिखित उपकरणों की सिफारिश करता है:

  • लेजर बिजली मीटर: ओपीएचआईआर _ नोवा II

  • 1-100W आउटपुट पावर लेवल लेज़र डिटेक्टर: OPHIR_ L50(150)A-PF-35

  • 1-1000W आउटपुट पावर लेवल लेज़र डिटेक्टर: OPHIR_1000W-BB-34-V3

7. डायोड लेजर की जगह

लेज़र मॉड्यूल के निचले भाग में (नोज़ल की ओर) एक खाली स्लॉट होता है जिसमें इसे ऊपर उठाने के लिए एक उपकरण लगाया जा सकता है। टूल को खाली स्लॉट के बीच में रखें और हाउसिंग को थोड़ा ऊपर की ओर झुकाएं जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है। पुराने लेजर मॉड्यूल को हटाने के बाद, कूलिंग प्लेट पर माउंटिंग पोजीशन को मिटा दें, और फिर नए लेजर मॉड्यूल को फिर से इंस्टॉल करें।

Lift the laser module off the cooling plate.JPG


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