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OPSL 장점 백서 시리즈 #4:우수한 신뢰성 – 대규모 설치 기반
개요
광 펌핑 반도체 레이저(OPSL)는 다른 연속파(CW) 고체 레이저에 비해 뛰어난 신뢰성과 수명을 제공하는 고유한 특허 기술입니다. 다른 OPSL 이점과 함께 이러한 신뢰성은 다음을 초과하는 설치 기반으로 확인됩니다.100,000생명 과학부터 조명 쇼까지 다양하고 까다로운 응용 분야에 사용되는 레이저
OPSL의 장점 이 시리즈 백서:
#1. 파장 유연성
#2. 불변 빔 속성
#3. 모드 노이즈 없음("그린 노이즈")
#4. 탁월한 안정성 - 대규모 설치 기반
탁월한 가시광선 및 UV 신뢰성
연속파(CW) 가시광선 및 자외선 레이저에 대한 응용은 지난 50년 동안 여러 가지 기술을 통해 지원되었습니다. 처음에는 이온 레이저가 있었고 그 다음에는 램프 펌핑 고체, 다이오드 펌프 고체(DPSS), 레이저 다이오드 모듈이 있었고 이제는 OPSL 기술이 있었습니다. 선도적인 레이저 제조업체로서 바카라 카지노는 이러한 다양한 기술을 모두 사용하여 수많은 성공적인 제품을 개발했습니다. 이는 타의 추종을 불허하는 현장 경험을 바탕으로 각 유형의 성능과 장점을 객관적으로 비교할 수 있는 고유한 관점을 제공합니다. 이러한 모든 레이저 유형 중에서 OPSL은 가장 안정적이고 매우 긴 수명을 제공하는 것으로 입증되었습니다(그림 1 참조). 예를 들어 당사의 저전력 OBIS 및 Sapphire 제품 라인은 20,000시간의 B5 값을 입증했습니다. 이 인상적인 수치는 해당 레이저의 95%가 20,000시간 작동 후에도 여전히 지정된 성능을 제공하고 있음을 의미합니다. 다른 어떤 가시광선 또는 자외선 CW 레이저 기술도 이 통계를 능가할 수 없습니다.
높은 신뢰성과 긴 수명의 결합은 최종 사용자와 OEM 모두에게 OPSL의 시장 성공의 핵심 요소입니다. 이러한 시장 수용과 성공은 현재 밀리와트에서 수 와트에 이르는 출력을 제공하는 현장에 있는 약 100,000개의 OPSL을 통해 입증됩니다. 생명 과학 장비, 반도체 검사, 멋진 야외 조명 쇼 등 다양한 응용 분야에서 바카라 카지노의 OPSL은 가시광선 및 자외선 CW 레이저 분야에서 최고의 선택으로 자리매김했습니다. 또한 생명 과학 분야에서는 현재 많은 OEM이 바카라 카지노 OPSL을 사용하여 3세대 및 4세대 기기를 설계하고 있습니다.
그림 1: 32개의 무작위(바카라 카지노 사파이어) OPSL에 대한 지속적인 수명 테스트는 이 기술의 전형적인 매우 긴 수명 통계를 보여줍니다.
신뢰할 수 있는 정격 감소 펌프 다이오드
레이저는 그 구성 요소만큼만 신뢰성과 신뢰성을 갖습니다. OPSL의 주요 활성 구성요소는 초기 전력을 광전력으로 변환하는 펌프 다이오드입니다. OPSL은 근적외선 InGaAs 이득 칩을 사용합니다. 이 배열의 장점 중 하나는 이 이득 칩이 808nm 광에 의해 최적으로 펌핑된다는 것입니다. 이를 통해 갈륨비소(GaAs) 기반 펌프 다이오드를 사용할 수 있습니다. GaAs 다이오드는 통신 및 데이터 저장 분야에서 놀라운 수명 기록을 보유한 가장 성숙한 반도체 레이저 기술 중 일부를 나타냅니다.
바카라 카지노는 수직적으로 통합된 레이저 제조업체로서 모든 핵심 구성요소와 하위 어셈블리를 자체적으로 설계, 제작, 조립 및 테스트합니다. 이처럼 우리는 항상 808nm 다이오드 개발의 최전선에 서서 수명을 수만 시간으로 끌어올린 많은 혁신을 개척해 왔습니다. 이러한 잘 문서화된 발전 중 일부에는 다이오드 자체에 알루미늄이 없는 활성 영역(AAA라고 함)의 개발이 포함되었습니다.™기술) 및 최초의 하드 솔더 사용과 같은 패키징 기술. 또한 DILAS 팀 인수로 바카라 카지노에 더욱 많은 패키징 전문 기술이 도입되었습니다.
그림 2: 바카라 카지노는 AAA™ 기술을 도입하여 808nm 다이오드의 수명을 늘렸습니다. 이러한 일반적인 수명 테스트 데이터는 작동 온도 25°C에서 기록되었으며 장치 수명이 50,000시간 이상인 것으로 추정됩니다. 이 다이오드는 OPSL의 핵심 구성 요소입니다.
다른 많은 레이저 다이오드 유형과 달리 OPSL에 사용되는 808nm 펌프 다이오드는 실온에서 높은 전력 밀도를 생성할 수 있습니다. 이를 통해 비용이 많이 들고 복잡한 냉각 구성 요소가 필요 없으며 이러한 냉각 시스템을 가능한 오류 메커니즘으로 제거할 수 있습니다. 물론 레이저 다이오드 방출 파장은 온도에 따라 변합니다. 그러나 DPSS 레이저에 사용되는 결정의 좁은 흡수 피크와 달리 이득 칩의 흡수 대역폭은 매우 넓습니다. 따라서 펌프 다이오드 파장과 온도를 정확하게 유지할 필요가 없습니다. 이는 장기적인 성능 저하에 대한 또 다른 가능한 메커니즘을 제거합니다.
또한 바카라 카지노 OPSL의 펌프 다이오드는 항상 상당한 여유 공간이 있는 감소된 전력 수준에서 작동됩니다. 이는 이러한 펌프 다이오드의 긴 수명의 주요 요인이며 구동 전류를 안전하게 증가시켜 펌프 레이저의 자연스럽고 사소한 장기 노화를 상쇄할 수 있습니다.
신뢰할 수 있고 안정적인 이득 매체
반도체 이득 칩은 또 다른 중요한 구성 요소이자 OPSL의 고유한 구성 요소입니다. 게인 디스크는 실제로 전체 이름을 말하자면 광학적으로 펌핑된 수직 공동 반도체 레이저(VCSEL)입니다. 이 모놀리식 III-V 반도체 칩은 이진(GaAs) 층 사이에 교대로 있는 삼원 양자 우물(InGaAs) 층을 포함합니다. VCSEL 아키텍처의 주요 장점은 출력이 활성 접합에 수직으로 방출되기 때문에 발생합니다. 즉, 좁은 비대칭 모서리 면을 통하지 않고 장치의 넓은 영역을 통해 방출됩니다. 그 결과 직경이 큰 원형 및 대칭형 출력 빔이 탄생했습니다. 이로 인해 가시 다이오드에 사용되는 일반적인 에지 아키텍처보다 출력 면에서 광 전력 밀도가 훨씬 낮아집니다. 이는 OPSL과 가시 레이저 다이오드의 주요 차이점으로, OPSL에서 간단한 전력 스케일링을 가능하게 하고 오류 메커니즘으로 인한 패싯 전력 손상을 제거합니다. 패싯 손상은 여전히 일부 가시 다이오드의 주요 고장 메커니즘이므로 높은 패싯 강도를 피하는 것이 가시광선 및 자외선 OPSL이 직접 다이오드 대응 제품보다 고유 수명이 더 긴 이유 중 하나입니다. 그리고 이득 매질은 대면적 반도체이기 때문에 DPSS(다이오드 펌핑 고체 상태) 레이저 대안에 사용되는 많은 결정에서 발생하는 색상 중심 결함이 축적되지 않습니다.
OPSL의 두 가지 중요한 능동 구성 요소인 펌프 다이오드와 이득 칩은 둘 다 훨씬 더 나은 신뢰성과 더 긴 수명을 위한 분명한 잠재력을 제공합니다. 이러한 잠재력을 최대한 활용하기 위해 바카라 카지노는 OEM, 산업 공정 및 과학 응용 분야에 대한 레이저 공급업체로서 50년 이상의 경험을 통해 얻은 몇 가지 중요한 설계 혁신을 활용했습니다.
모놀리식 구조 및 PermAlign 기술
많은 레거시 레이저의 성능이 시간이 지남에 따라 저하되는 주요 이유는 공동 정렬의 손실입니다. 반복되는 자연적인 열 순환과 주변 진동 및 취급 충격의 장기적인 영향으로 인해 레이저 공동 광학 장치가 이동할 수 있습니다. 최소한 이로 인해 TEM과 같은 모드 품질이 저하될 수 있습니다.00레이저가 다중 모드 출력 빔으로 저하됩니다. 이는 또한 전력 저하를 초래할 수 있으며, 최악의 경우 레이저 발생을 완전히 방지할 수 있습니다. 역사적으로 이러한 이동은 최종 사용자나 서비스 엔지니어가 옵틱을 다시 올바른 정렬로 "조정"하여 수정되었습니다. 바카라 카지노와 같은 레이저 제조업체는 특히 레이저가 OEM 장비에 묻혀 있는 현대 응용 분야에서는 이것이 실행 가능하거나 허용 가능한 솔루션이 아니라는 것을 오래 전부터 깨달았습니다. 우리는 오랜 시간 동안 검증된 두 가지 OPSL 솔루션을 사용하여 오류 메커니즘인 정렬 불량을 제거합니다.
그림 3: 바카라 카지노는 계측기 OEM을 위한 초소형 밀리와트 수준의 OBIS Core 레이저부터 멀티와트 Genesis 시리즈에 이르기까지 광범위한 출력에 대해 OPSL을 생산합니다.
바카라 카지노는 광범위한 출력 전력에 대해 OPSL을 생산합니다(그림 3). 사파이어 및 OBIS 레이저와 같은 소형 OPSL에서 레이저 캐비티는 작은 세라믹 판에 조립됩니다. 또한 당사의 OPSL은 당사의 고유하고 특허받은 PermAlign™ 마운트를 광범위하게 사용합니다. 대부분의 조정 가능한 광기계식 마운트에는 조정 나사와 최종 조정을 동결시키려는 하나 이상의 잠금 나사가 포함되어 있습니다. 그러나 이러한 유형의 고품질 마운트에서도 주변 진동 및/또는 기계적 충격으로 인해 시간이 지남에 따라 정렬이 변형될 수 있을 뿐만 아니라 다양한 금속을 사용하기 때문에 열적 영향도 있을 수 있습니다. 이와 대조적으로 PermAlign™ 마운트는 광학 장치가 영구적으로 납땜된 일체형 금속 마운트입니다. 그런 다음 빔 정렬 및 레이저 성능을 모니터링하면서 금속 마운트 자체의 모양을 최종 정렬로 미세 조정합니다. 따라서 이러한 마운트에서는 움직이거나 미끄러질 수 있는 부품이 없습니다.
기타 실제 고려사항
레이저 설계 및 제조에 대한 우리의 오랜 경험은 우리 OPSL의 성능 저하 또는 실패의 두 가지 잠재적인 원인을 제거하는 데 사용되었습니다. 이득 매체의 가열 및 광학 표면의 오염. 특히 OPSL 게인 칩의 온도를 직접 낮추기 위한 효과적인 냉각 방식을 구현했습니다. 이 냉각 방식은 칩을 방열판에 직접 부착하는 새로운 독점 장착 기술을 기반으로 합니다. 이는 OPS 레이저의 긴 수명을 담당하는 핵심 요소 중 하나입니다. 이득 칩을 효율적으로 냉각하면 주어진 장치 크기에서 더 높은 전력을 추출할 수 있다는 추가적인 이점이 있습니다.
또한 제품 설계 중에는 HALT(고가속 수명 테스트)를, 제품 제조 중에는 HASS(고가속 스트레스 스크리닝)를 사용하도록 구현했습니다. HALT의 개념은 "수백 대의 유닛을 제작하고 수만 시간 동안 테스트하지 않고 어떻게 제품 설계의 신뢰성을 극대화할 수 있습니까?"라는 질문에 대한 대답입니다. 개발 과정에서 엔지니어링 유닛은 정상적인 작동 조건(일반적으로 온도, 기계적 충격/진동, 구동 전류/전력 또는 이러한 매개변수의 조합)을 훨씬 넘어서는 스트레스를 받아 오류가 발생합니다. 그런 다음 이러한 실패 모드를 분석하고 제품을 "설계"합니다. 극한 조건에서 오류 모드를 제거하면 동일한 오류 모드가 정상적인 작동 조건에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다. 반면에 HASS는 유사하지만 덜 극단적인 조건(여전히 표준 작동 범위를 벗어남)을 사용하여 중요한 문제나 제작상의 실패를 선별합니다. HALT 및/또는 HASS의 조합은 기술과 제품 전반에 걸쳐 사용되어 안정적인 제품 설계와 긴 수명의 제품 배송을 보장합니다.
마지막으로 레이저의 광학 표면을 깨끗하게 유지하는 것은 평범해 보이지만 긴 레이저 수명을 가능하게 하는 절대적으로 중요한 요소입니다. 그 이유는 미세 오염물질이 이러한 광학 표면에 축적되어 궁극적으로 흡수, 레이저 출력 손실 및 때로는 광학 부품 손상으로 이어질 수 있기 때문입니다. OPSL의 경우 당사는 산업용 초고속 레이저에 사용되는 엄격한 솔루션을 채택하여 오염 없는 밀봉 캐비티를 구축하고 유지합니다. 특히 비금속 사용을 최소화하는 등 신중한 소재 선택을 의미합니다. 현재 우리가 사용하는 유일한 공동 내 유기물은 바카라 카지노 엔지니어가 이미 철저한 테스트를 거쳐 가스 방출 및 레이저 광학과의 호환성을 검증한 재료입니다. 또한 수명이 긴 산업용 UV 레이저에 대한 경험을 통해 기계 부품과 광학 부품 모두에 대한 공장 청소 프로토콜이 똑같이 중요하다는 사실도 확인되었습니다. 오일이나 윤활유와 같은 미량의 오염 물질이라도 결국 금속 부품에서 광학 표면으로 이동하여 광학 장치를 청소하거나 교체해야 할 수 있습니다. 우리는 이러한 물질의 흔적을 제거하는 입증된 방법을 보유하고 있습니다.
요약
요약하자면 OPSL 기술은 본질적으로 견고하며 안정적인 성능으로 긴 수명을 제공할 수 있습니다. 바카라 카지노에서는 다양한 레이저 기술 분야의 탁월한 경험을 활용하여 이러한 본질적인 잠재력을 완벽하게 구현하는 실용적인 OPSL을 개발해 왔습니다. 현재 약 100,000개의 OPSL이 현장에서 성공적으로 작동하고 있으며 시장에서는 이것이 우리가 생산한 레이저 중 가장 신뢰할 수 있는 레이저임을 확인했습니다.