Мощные силовые диоды и силовые тиристоры таблеточной конструкции
Рис. 1
При создании выпрямителей на большие токи используется параллельное соединение до 10 и более силовых диодов или силовых тиристоров и необходим низкий разброс прямого напряжения диодов Up или прямого напряжения в открытом состоянии силовых тиристоров UT, а также стабильность их значений в процессе эксплуатации приборов.
Однако при пробое одного из параллельно-соединенных приборов через него протекает большой ток короткого замыкания (К.З.).
Самым опасным является пробой прибора при высоком обратном напряжении в области фаски полупроводниковой структуры, так как большой ток К.З. локализуется в малом объеме и возникает высокотемпературная плазма, которая под давлением устремляется к тонким манжетам корпуса, проплавляет их и выходит наружу. Это может привести к возгоранию выпрямителя или взрыву в цехах со взрывоопасной атмосферой.
В 2000 году на нашем предприятии была разработана конструкция силового диода с высокой термодинамической устойчивостью корпуса, основанная на применении специальных защитных колец, которые препятствуют проникновению высокотемпературной плазмы к тонким манжетам корпуса прибора. На базе этой конструкции созданы силовые диоды типа Д553 и лавинные диоды типа ДЛ553 на токи до 2500 А и напряжение до 4200 В с высокой ТДУ корпуса (см. табл. 1).
Таблица 1
Испытания образцов силовых диодов с предварительно созданным К.З. на фаске были проведены на стендах ВИТ (г. Запорожье, Украина), а затем и в Ульяновском испытательном центре электрооборудования (г. Ульяновск, Россия). Результаты показали, что данные образцы выдержали токи К.З. свыше 80 кА без разрушения корпуса.
В дальнейшем появились силовые тиристоры типов Т553 и Т653 на токи до 1250 А и напряжения до 3400 В с высокой ТДУ (см. табл. 2).
Таблица 2
В 2005 году разработаны еще более мощные силовые диоды, лавинные диоды и силовые тиристоры типов Д573, Д673, ДЛ573, ДЛ673 и Т573 с более высоким уровнем ТДУ (см.
табл. 1). При этом была усовершенствована система защиты корпуса от плазмы и достигнут уровень токов ТДУ до 140 кА, а защитный показатель устойчивости корпуса составил свыше I
Параллельно с разработкой термодинамически-устойчивой конструкции приборов проводились исследования, позволившие предложить решения, которые не только уменьшили разброс прямого напряжения диодов UFи напряжения в открытом состоянии силовых тиристоров UТ, но и повысили уровень стабильности их значений.
Благодаря подбору контактных покрытий и усовершенствованию технологии изготовления удалось достичь высокой стабильности, воспроизводимости и низкого уровня значений
Исследование стабильности UF проводилось методом ускоренного старения и окисления контактных соединений лавинных диодов при температуре 150-160 °C в течение 3000 часов с периодическим замером величины UF при токе 6280 А через каждые 500 часов.
Замеры UF показали, что в течение всего времени испытаний его значение на каждом силовом диоде испытуемой партии практически не изменилось.
Высокая воспроизводимость и малый разброс значений
Аналогичные исследования стабильности UТ на силовых тиристорах проводились при температуре нагрева, равной 125 °C. При этом получена высокая стабильность значения UТ на каждом из испытываемых приборов.
В процессе разработки силовых диодов, лавинных диодов и силовых тиристоров велись исследования по повышению стабильности обратной ВАХ и ВАХ в закрытом состоянии тиристоров.
Мощные диоды Шоттки 2ДШ2942Область примененияКремниевые эпитаксиально — планарные мощные выпрямительные диоды с барьером Шоттки 2ДШ2942 и диодные сборки на их основе с общим катодом,
с общим анодом, по схеме удвоения
(далее по тексту — «диоды и диодные сборки») в беспотенциальных герметичных металлокерамических корпусах с планарными гибкими плоскими выводами, предназначенные для
работы в устройствах преобразовательной техники и электроприводах аппаратуры специального назначения. Категория качества диодов и диодных сборок — «ВП». Классификация, основные параметры и размерыДиоды изготавливают одного типа семи типономиналов в корпусах КТ-111А-1.02, семи типономиналов в корпусах КТ-111А-2.02 и семи типономиналов в корпусах ПБВК.432122.004. Диодные сборки изготавливают трех типов двадцати одного типономинала в корпусах КТ-111А-1.02, двадцати одного типономинала в корпусах КТ-111А-2.02, двадцати одного типономинала в корпусах ПБВК.432122.004. Диодные сборки с общим катодом относятся к первому типу, диодные сборки с общим анодом относятся ко второму типу, диодные сборки по схеме удвоения относятся к третьему типу. Основные и классификационные характеристики диодов и диодных сборок приведены в таблице ниже. Схемы разводки диодов и диодов в составе диодных сборок в корпусе, нумерация выводов корпуса приведены на рисунках ниже. Диоды и диодные сборки изготавливаются в исполнении, предназначенные для ручной сборки (монтажа) аппаратуры. Условное обозначение диодов и диодных сборок при заказе и в конструкторской документации другой продукции:
Основные и классификационные параметры диодов и диодных сборок.
Примечания:
Справочные данные диодов и диодных сборок. | |||||||||
02
432122.001ГЧ
432122.004-01
432122.001-11
432122.002-12
432122.004-13
432122.001-23
432122.002-24
432122.004-25
432122.001-35
432122.002-36
Мощные уф диоды
В разделе представлены мощные ультрафиолетовые диоды с длиной волн от 365нм до 400нм. В корпусах типа «эмиттер» и многокристальные, выполненные по технологии Chip On Board. Мощность таких сборок достигает 10Ватт.
УФ диоды служат для замены УФ ламп и применяются в медицине, промышленности, быту и во многих других сферах. К примеру, УФ диоды нашли применение в системах очистки и дезинфекции, стационарных и мобильных детекторах банкнот, в медицинских приборах спектрального анализа, в устройствах полимеризации материалов, УФ принтерах и т.
д.
«Электрон Свет» — партнер Австрийской компании Roithner LaserTechnik GmbH, предлагает высококачественные УФ (с длиной волны от 250нм) и лазерные (ИК) диоды (с длиной волны от 630нм), оптику для УФ и ИК диодов, аксессуары, фото диоды, модули с лазерными диодами, драйверы для УФ и лазерных диодов, защитные средства от УФ и ИК излучения и много другое. Прайс-лист на всю линейку продукции можно загрузить по этой ссылке (PDF, 1.9MB) . Цены указаны в Евро и Долларах с учетом отгрузки со склада в Австрии, цены в РФ рублях и сроки поставки предоставляются по запросу.
Сравнение УФ светодиодов Nichia, Semileds, SZM
УФ прожектор, λ=365нм, 8Вт, 400мВт, 100град.
, IP65, 220В
УФ прожектор, λ=365нм, 8Вт, 400мВт, 100град., IP65, 220В
Показать параметры
УФ диод 5Вт, 6,5В, 750мА, 700мВт в спектре, 110град
УФ диод 5Вт, 6,5В, 750мА, 700мВт в спектре, 110град
Показать параметры
Производитель
Мощные диоды — Диодные модули
В настоящее время почти во всех электронных схемах используют полупроводниковые диоды.
Это элементы, с положительной (дырочной) или отрицательной (электронной) типами проводимости. В России классификация основывается на действующем до настоящего времени стандарте ГОСТ 2.730-73. В европейских странах обозначение диодных элементов производится на основе стандарта Pro Electron, или системы стандартов EIA/JEDEC
На основе диодов создана большое разнообразие диодных модулей. К ним относятся лазерные диодные модули, силовые модули, выпрямительные диодные модули на основе мощных диодов. В промышленной электроники в выпрямителях большой и средней мощности большое распространение получили диодные модули созданные по технологии IGBT. Такие модули обеспечивают высокую скорость переключения в системах управления двигателями переменного тока, инверторах солнечных батарей, в схемах управления мощными источниками питания.
IGBT модули работают при максимальном значении напряжения до 1200 В и номинальных значениях тока до 600 А. Мощные диоды устанавливаются в высоковольтных сетях, в схемах управления импульсными источниками питания, в сварочных агрегатах.
Кремневые устройства обеспечивают стабильную работу, без замыканий и перепадов значения напряжений. Обычные мощные диода общего назначения используются в силовых электрических схемах частотой до 1Кгц. Отдельные виды диодов общего назначения в силовых модулях могут работать при частоте 15-20 Кгц. Конструктивно такие диоды выполняются, в основном, в штыревом и таблеточном корпусах. При высоких напряжениях их потери на PN-переходе составляют не более 1%. В высокочастотных схемах, с рабочей частотой несколько сотен килогерц, в силовых модулях используют диоды с барьером Шоттки. Еще одной отличительной особенностью этих приборов, в отличии от диодных модулей другого типа, является меньшее падение напряжения на самом диоде. Этот эффект позволяет использовать диоды Шоттки при больших токах, без применения дополнительных устройств по отводу тепла, так как рассеиваемая на диоде мощность очень мала. Ограничения при использовании диодов. Шоттке вызваны величиной используемого напряжения. Они не применяются в схемах с напряжением выше 40 В.
Компания «Промрэк» предлагает в Санкт Петербурге надежные и качественные компоненты силовой электроники ведущих мировых и отечественных производителей. Воспользуйтесь опцией ОТПРАВИТЬ ЗАПРОС, отправьте заявку нашим специалистам и в течении двух часов вы получите предложения нашей компании. Мы осуществляем поставки в любой город России. Для дополнительной информации звоните по телефону 8 (812) 384-69-08
Диоды силовые. Высоковольтные диоды, мощные от ABB Semiconductors
Представляем вашему вниманию высоковольтные диоды силовые фирмы ABB Semiconductors.
ABB Semiconductors производит мощные высоковольтные диоды двух видов: выпрямительные и быстровосстанавливающиеся. Выпрямительные спроектированы для низких потерь проводимости. Эти высоковольтные диоды выдерживают средние динамические нагрузки при изменении проводящего состояния на непроводящее. Поэтому их используют для преобразования переменного тока в постоянный.
Каталог компании ABB Semiconductors
Быстровосстанавливающиеся силовые диоды разработаны для больших динамических нагрузок.
Они, в отличие от выпрямительных, отличаются более высокими потерями в проводящем состоянии. Поэтому их используют для преобразования постоянного тока в переменный. Для создания обратного пути реактивной мощности к каждому ключу (GTO, IGCT или IGBT) преобразователя требуется дополнительный мощный диод. Поэтому мы предлагаем высоковольтные силовые диоды, производства ABB Semiconductors, спроектированные для последующего применения с соответствующими ключами.
Общая информация
Силовой диод представляет собой прибор, состоящий всего из двух слоёв полупроводника. Это слой “p”- и слой “n”-. На границе двух слоёв полупроводника образуется “p-n” переход. Где “p”- анодная является область, а “n” — катодная. Диод проводит ток только от анода к катоду. Принципиальная схема силового диода приведена ниже.
Принцип работы силового диода.
В полупроводнике “n” типа находятся электроны, частицы со знаком минус, а в полупроводнике типа “p” присутствуют положительно заряженные ионы с, называемые «дырками».
При подаче минуса на анод, а плюса а катод, положительно заряженные ионы движутся к минусу, а отрицательные электроны перемещаются к плюсу источника питания. Носители зарядов отсутствуют и нет движения электронов, поэтому нет тока. В этом случае диод закрыт.
При приложении минуса на катод, а плюса на анод, однополярные заряды отталкиваются и перемещаются в область перехода. Между частицами возникает электрическое поле перехода и рекомбинация электронов и дырок. Через “p-n” переход, а, следовательно, и через силовой диод пошёл электрический ток. Сам процесс носит название «электронно-дырочная проводимость». При этом высоковольтный диод открыт.
Мощный диод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Мощный диод
Cтраница 1
Мощные диоды VD2, VD3 — любые на ток не менее 5 A; VD3 должен выдерживать обратное напряжение не менее 100 В. [1]
Мощные диоды VD1 — VD4 устанавливают на плате без теплоотводов.
Плату, сетевые трансформаторы 77, 72 и транзисторы VT1 и VT2 размещают в пластмассовой или металлической коробке подходящих размеров. На лицевой панели блока размещают все органы управления, вольтметры и разъемы, а держатели предохранителя — на задней или одной из боковых стенок. Все необходимые соединения выполняют отрезками тонкого монтажного провода в надежной изоляции.
[2]
Мощные диоды часто выполняются с охлаждающими радиаторами. [3]
Мощные диоды с целью отвода тепла монтируют на специальных радиаторах, изготовленных из металла, обладающего хорошей теплопроводностью; для увеличения рассеиваемой мощности используют воздушное и жидкостное охлаждение. [4]
Мощные диоды ( например, использующиеся в выпрямителях; зарядных устройств) для улучшения теплоотвода снабжаются дополнительными пластинчатыми или ребристыми радиаторами.
Толщина медных или алюминиевых пластин у таких радиаторов-должна быть не менее 1 — 3 мм. Площадь теплоотводящих пластин для германиевых диодов Д302 — Д305 при температуре 25 С для тока 2 а должна быть 25см2, для 5с — 50 см2, и для.
[5]
Мощные диоды и транзисторы в настоящее время используются в энергосистемах, рассчитанных а средний и высокий уровень мощности, в электровозах, в автомобильном транспорте, в регулирующих и управляющих системах, в телевидении, радиосвязи, в станкостроении, в акустической и гидроакустической аппаратуре и во многих других областях промышленной и бытовой техники. [6]
Мощные диоды Шоттки, предназначенные для работы в выпрямителях переменного тока, могут обеспечить прохождение прямого тока до нескольких десятков ампер при прямом падении напряжения на диоде 0 5 — 1 В. Допустимое обратное напряжение в таких диодах достигает 200 — 500 В.
[8]
Некоторые мощные диоды выпускаются смонтированными на специальных радиаторах. Промышленностью выпускаются также кремниевые столбы из последовательно соединенных, специально подобранных кремниевых элементов и кремниевые выпрямительные блоки, предназначенные для использования в качестве выпрямителей в радиоэлектронной аппаратуре. [9]
Для мощных диодов с током больше 10 А требуется принудительное воздушное или водяное охлаждение, поэтому такие диоды снабжаются специальными радиаторами. [11]
Среди мощных диодов большое распро — странение получили лавинные диоды. [12]
Среди мощных диодов большое распро — / странение получили лавинные диоды. [13]
Для особо мощных диодов используют принудительное воздушное или жидкостное охлаждение.
[14]
Страницы: 1 2 3 4
Самые яркие и мощные светодиоды от компании Cree
Основанная в 1987 году в Соединённых Штатах Америки (США) компания Cree, взяла курс на создание полупроводниковых приборов на базе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN). Совместная работа с японскими коллегами способствовала быстрому развитию новой технологии и как результат, появлению первых мощных светодиодов серии XLamp. В 2006 году разработчиками был взят рубеж в 100 лм/Вт, в 2010 г – 200 лм/Вт, а в 2012 г – 250 лм/Вт, преодолев очередной теоретический максимум для кристаллов данного типа. Сегодня Cree удаётся регулярно доказывать теоретикам неисчерпаемые возможности в совершенствовании твердотельных источников света.
Кроме всемирно известных XLamp, американская корпорация удерживает лидерские позиции в производстве слаботочных сверхъярких светодиодов High-Brightness, которые не менее востребованы в конструировании электронной техники.
Продукция Cree не ограничена светоизлучающими диодами. В её лабораториях успешно реализуют проекты по созданию высоковольтных диодов Шоттки и СВЧ полевых транзисторов.
Мощные светодиоды
Сделав несколько новаторских открытий за последние 5 лет и предложив миру новые модели светодиодов и светодиодных COB матриц, компании Cree и сейчас удается повышать мощность и эффективность своей продукции. Первая группа светодиодов представлена мощными образцами серии XLamp, которая состоит из нескольких семейств, отличающихся технологией производства, форм-факторами и некоторыми техническими параметрами. В серии XLamp можно выделить две большие группы светоизлучающих диодов: однокристальные и многокристальные.
Однокристальные
Однокристальные светодиоды Cree являются самыми малогабаритными представителями семейства XLamp. Обладая высокой плотностью и интенсивностью свечения, геометрические размеры LED серии XQ составляют 1,6х1,6 мм. Светодиоды данной серии изменили представление о стандартном шаблоне распределения светового потока, направив его ближе к краям.
Такой инновационный подход позволяет реализовывать светильники с широким углом свечения, затрачивая меньшее количество светодиодов. Угол свечения LED серии XQ лежит в пределах 100–145°. Одной из последних разработок компании Cree — светодиоды XQ-E High Intensity. Американским инженерам удалось выжать из кристалла крошечного размера мощность в 3 Вт, преобразовав её в световой поток 334 Лм.Вся линейка светоизлучающих диодов, построенная на одном кристалле, имеет превосходную цветопередачу (CRI 70–90).
Многокристальные
Достигнув отметки в 3000 мА, производители твердотельных источников света стали наращивать мощность путём увеличения напряжения. Американская компания Cree достигла больших результатов и в этом направлении, предложив миру новые стандарты напряжения питания LED. Cree предлагает несколько серий многокристальных светодиодов, рассчитанных на питание от 6 до 72 вольт. Все многокристальные SMD светодиоды с белым свечением от компании Cree можно разделить на три большие подгруппы: с высоким напряжением питания, мощностью до и свыше 4 Вт.
В отдельные подгруппы многокристальных светоизлучающих диодов относят мощные COB матрицы, цветные и Royal Blue светодиоды.
До 4 Вт
Линейку светодиодов на нескольких кристаллах, суммарной мощностью до 4 Вт, представляют 6 светоизлучающих диодов в корпусах: MX и ML. По техническим параметрам их объединяет угол свечения, равный 120°, и два возможных цветовых оттенка: холодный и теплый белый. В серии MX найден компромисс между светоотдачей и потребляемой мощностью. Увеличив напряжение питания, разработчикам удалось добиться высокой надёжности без снижения качества света.Светодиоды серии ML и MX позиционируется на рынке как приборы со средней ценовой стоимостью.
Свыше 4 Вт
Не останавливаясь на достигнутом, Cree продолжила «гонку за люменами» и презентовала новое поколение многокристальных светодиодов мощностью более 4 Вт. Кристаллы серии MT-G – самые крупные представители группы, имеют мощность до 25 Вт.
Новинкой от Cree стали светодиоды серии XHP (Extreme High Power), которая представлена 4 моделями.
Самый крупный представитель изготовлен в корпусе 7х7 мм и, потребляя 12 Вт, отдаёт 1710 лм. Появление XHP дало толчок развитию новых осветительных конструкций с меньшими затратами на вторичную оптику и систему охлаждения.Высокого напряжения питания (12–46 В)
Высоковольтные светодиоды HVW (High-Voltage White) от Cree – это тандем огромного светового потока и небольшого размера корпуса. Имея компактные габариты, они на порядок превзошли светодиодные сборки, благодаря чему стали применяться в производстве ламп-ретрофитов. Лампы с цоколем Е14, Е27 на основе HVW имеют высокий КПД, меньшие габариты драйвера и радиатора, чем аналоги на низковольтных светоизлучающих диодах.
Цветные
Параллельно с модернизацией белых светодиодов, Cree наращивает потенциал цветных LED, которые пользуются спросом в декоративной подсветке интерьеров, внешней подсветке архитектурных объектов и в искусственном освещении растений. Серия XP-E с широким выбором цветов характеризуется высокой светоотдачей в корпусе 3,45х3,45 мм.
Серия XQ-E имеет ещё меньшие размеры 1,6х1,6 мм, чем привлекла внимание растениеводов. Компактность и отсутствие куполообразной линзы XQ-E HI позволяет получить направленный пучок света, необходимый для эффективного роста тепличных растений. LED серии MC-E RGB+W и XM–L RGB+W обладают регулировкой цветовой температуры и яркости, а также возможностью излучения холодного белого света.
Royal Blue
Светодиоды XLamp Royal Blue от Cree сведены в отдельную группу ввиду своих конструктивных особенностей, а именно, технологии «удалённого люминофора». Её суть состоит в нанесении люминофора не на кристалл, а на внутреннюю поверхность вторичной оптики. В результате формируется высокоэффективный пучок света с узким «глубоким синим» спектром излучения. Производство XLamp Royal Blue осуществляется в стандартных корпусах XP, XR, XQ, XB, XT, ML и отличается меньшей себестоимостью.
COB матрицы
Технология COB (Chip-on-Board) продолжает совершенствоваться, наращивая мощность за счет совершенствования технологий и увеличения плотности монтажа светодиодов.
Компанией Cree линейка COB представлена сериями CXA и CXB. Размер самой большой матрицы CXA равна 34,85х34,85 мм, а её световой поток составляет 12000 лм. Усовершенствованные матрицы CXB изготавливают на новой платформе CS5, но полностью взаимозаменяемы с CXA. Например, специализированный светодиод CXB 3590 Studio – новое поколение линейки COB с индексом CRI больше 95, предназначенный для построения фотоаппаратуры.
Светодиоды High-Brightness
Сверхъяркие светодиоды Cree составляют вторую крупную группу — High-Brightness, представители которой отличаются малой величиной тока от 20 до 70 мА. В группе выделяют 4 линейки светодиодов, которые отличаются вариантом исполнения. Благодаря такой унификации производителям удаётся конструировать конструкции разного форм-фактора и назначения.
PLCC
Линейка PLCC от компании Cree состоит из светодиодов, предназначенных для поверхностного монтажа. Независимо от цвета свечения их собирают на одном или нескольких кристаллах.
В линейке представлен большой ассортимент светоизлучающих SMD диодов разных цветов и размеров. Среди новинок стоит выделить RGB диод CLYBA-FKA в корпусе PLCC-6, которые применяют в формировании табло с бегущей строкой.
P4
Следующий представитель сверхъярких светодиодов – SuperFlux, более известный под названием «Пиранья». Корпус из эпоксидного компаунда квадратной формы с вогнутой, выпуклой или овальной линзой равномерно распределяет световой поток под заданным углом рассеивания. Четыре металлических вывода гарантируют надёжность крепления в условиях повышенной вибрации. LED P4 от Cree устанавливают в прожекторах, сигнальных огнях авто и пр.Круглые
Новое поколение круглых слаботочных светодиодов от Cree обеспечивает превосходное свечение. Их корпус выполнен из оптической эпоксидной смолы диаметром 5 мм. Потребляемый ток составляет всего 20 мА. Цветные круглые светодиоды имеют несколько модификаций, различных по силе света и углу свечения. Белые C535A-WJN и C503D-WAN выпускаются без стопперов, остальные модели оснащены ограничителями на выводах.
Овальные
Производство овальных светодиодов ориентировано на создание LED-экранов больших габаритов, что востребовано при создании рекламных щитов во всем мире. Овальные светодиоды Cree отличаются размером корпуса в 4 мм. Их уникальная конструкция позволяет излучать свет в двух направлениях: по оси X и по оси Y, что отображено в технических характеристиках. Наравне с круглыми аналогами они рассчитаны на ток 20 мА, устойчивы к солнечному свету, перепаду температур и влажности. Овальные светодиоды имеют меньшую силу света из-за большого угла рассеивания.Американская компания Cree более чем на три четверти обеспечивает мировую потребность в карбиде кремния, пригодном для производства полупроводников, в том числе и светодиодов. Имея полный производственный цикл от выращивания кристаллов до создания светильников, корпорация прямо или косвенно участвует в техническом перевооружении осветительных систем многих предприятий мира.
Снижение себестоимости мощных светодиодов и уменьшение промежутка между разработкой и серийным выпуском – два неоспоримых факта, подтверждающих надёжность сотрудничества с Cree.
Компания работает в соответствии с директивой RoHS, которая ограничивает содержание вредных веществ в продукции, поставляемой на рынок.
Лазерные диоды большой мощности (10 Вт ~ 1 кВт)
ОСНОВЫ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ | РУКОВОДСТВО ПО ЦЕНАМ НА БОЛЬШИЕ ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДЫ
Лазерные диоды большой мощности (> 10 Вт) доступны на длинах волн от ближнего инфракрасного до примерно 2000 нм. Наиболее распространенные устройства имеют диапазон от 808 до 980 нм. Обычно мощные лазерные диоды используются для накачки усиливающей среды в твердотельных лазерах, накачки и затравки волоконного лазера, обработки материалов, применения в медицине и безопасности.Они предлагают хороший электрический или оптический КПД примерно 50%. Стили упаковки варьируются от модулей с оптоволоконным соединением до держателей для медных стержней. Эта короткая статья предназначена для того, чтобы помочь исследователям и инженерам, которые плохо знакомы с лазерными диодами большой мощности, понять некоторые основные термины, а также наиболее распространенные типы и технологии упаковки.
Существует список, который дает некоторую общую информацию о ценах, чтобы вы имели представление о том, сколько может стоить конкретный тип лазера, а также список всех производителей лазеров высокой мощности.
БЫСТРАЯ НАВИГАЦИЯ:
ВВЕДЕНИЕ:
Подробную статью о технологиях и физических принципах, лежащих в основе лазерных диодов, см. В статье «Техническое введение в лазерные диоды» . Таким образом, лазерный диод — это полупроводниковый прибор, сделанный из двух разных материалов. Один из них представляет собой материал P, а другой — материал N. Обычные материалы для лазерных диодов включают индий, галлий, арсенид и фосфид.Материалы P и N зажаты вместе, и когда прямое электрическое смещение прикладывается к переходу P-N, это электрическое смещение заставляет соответствующие отверстия и электроны с противоположных сторон перехода P-N объединяться. Эта комбинация высвобождает фотон в процессе каждой комбинации.
Поверхность P-N перехода имеет зеркальную отделку. Это называется полостью. Когда фотоны высвобождаются, они распространяются вдоль полости и выходят через грань или грани. Для целей этой статьи мы выбрали выходную мощность> 10 Вт в качестве определения «высокой мощности».Но термин «высокая мощность», конечно, субъективен и относится к общей выходной мощности, доступной на данной длине волны или типе устройства.
ОБЩИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИЛОЖЕНИЙ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ:
Общие области применения высокомощных лазерных диодов включают накачку усиливающей среды в твердотельных лазерах, накачку и затравку волоконного лазера, обработку материалов, применение в медицине и безопасности.Вот руководство по длинам волн, которые наиболее часто используются в каждом из этих приложений:
(DPSS) ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ НАСОСЫ: Твердотельный лазер с диодной накачкой, DPSS-лазер, использует лазерный диод высокой мощности для оптической накачки усиливающей среды лазера.
Усиливающая среда обычно представляет собой кристалл. Кристалл производится синтетически из-за необходимой чистоты материала и требований к легированию. Обычные кристаллы включают ND: YAG (и TI: Sapphire — самые распространенные кристаллы.
- 808 нм
- 878.6 нм
- 940 нм
- 969 нм
ВОЛОКОННО-ЛАЗЕРНЫЕ НАСОСЫ: В волоконных лазерах используется лазер высокой мощности в диапазоне от 910 до 980 нм для возбуждения ионов редкоземельных элементов, таких как иттербий или эрбий, которые были легированы в волокно. Затем легированное волокно генерирует фотоны на более длинных волнах (в инфракрасном диапазоне), распространяющиеся через само волокно.
ИСТОЧНИКИ ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКИХ ЛАЗЕРОВ И ПРЯМЫХ ДИОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ: Эстетические и медицинские лазеры чаще всего основаны либо на прямом диодном устройстве, либо на лазерном устройстве DPSS.Некоторые из распространенных длин волн прямого диода включают:
- 793 нм
- 795 нм
- 1064 нм
- 1470 нм
- 1940 нм
НАБОРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОМОЩНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ:
Как правило, лазерные диоды с одним эмиттером обеспечивают выходную оптическую мощность примерно до 12 Вт.
Чтобы получить более высокие уровни мощности, используются два подхода к упаковке для объединения нескольких лучей с одним излучателем в один выходной луч высокой мощности.Эти два подхода представляют собой линейки и многочиповые эмиттерные модули. Термины «полоса» и «массив» обычно взаимозаменяемы. И у этих технологий, и у подходов к упаковке есть свои преимущества и недостатки. Но за последние несколько лет эмиттерные модули с несколькими микросхемами становятся все более распространенными из-за более низких производственных затрат и представления о том, что они могут предложить лучшую долгосрочную надежность.
Первый подход, упомянутый выше, заключается в установке нескольких микросхем полупроводникового лазерного диода с одним эмиттером на стержне параллельно друг другу.Их обычно называют «столбиками» или «массивами». Термин «стопка» обычно относится к нескольким стержням, физически и электрически уложенным друг к другу вертикально или горизонтально вместе, чтобы достичь гораздо более высоких уровней мощности, чем может достичь один стержень.
Чипы лазерных диодов, установленные на стержне, электрически смещены параллельно друг другу. Например, полоса 985 нм с выходной мощностью 80 Вт может иметь 19 одиночных излучателей, установленных рядом друг с другом. Для этого устройства потребуется примерно 90 ампер (~ 4,8 ампер для каждого) тока и 2 вольта согласованного напряжения.90 ампер тока делятся поровну, чтобы обеспечить каждому из лазерных диодов достаточный рабочий ток. Для смещения всей планки требуется два вольта. Затем пучки можно комбинировать с помощью сборки коллимирующих линз, а также другими способами. Затем стержневое устройство может быть упаковано в модуль с оптоволоконным соединением или предложено «как есть» в виде узла медного крепления.
Второй подход состоит в том, чтобы соединить несколько микросхем мощных лазерных диодов с одним эмиттером электрически последовательно друг с другом и установить их в волоконно-оптический модуль.В упаковке есть несколько линз для объединения лучей, которые в конечном итоге попадают в выходное волокно.
Их часто называют «мульти-одиночными излучателями». В случае с несколькими эмиттерами микросхемы лазерных диодов электрически соединены последовательно внутри модуля. В этом случае ток смещения может быть по существу таким же, как для одиночного эмиттера, но напряжение должно быть достаточно высоким, чтобы смещать всю последовательно соединенную цепочку лазеров. Обычно для многоэлементных эмиттеров требуется примерно 15 ампер и напряжение до 30+ вольт.Предполагая, что для каждого отдельного эмиттера требуется 2 вольта, это означает, что внутри корпуса находится примерно 15 лазерных диодных чипов с одним эмиттером. Многоканальные излучатели почти исключительно предлагаются в корпусах с оптоволоконным соединением.
РУКОВОДСТВО ПО ЦЕНАМ НА БОЛЬШИЕ ЛАЗЕРНЫЕ ДИОДЫ
Поскольку в Интернете не так много информации о ценах на высокомощные лазерные диоды, может быть довольно сложно составить бюджетное представление о том, сколько может стоить конкретный тип устройства.
Чтобы помочь, мы составили небольшой список, который поможет вам хотя бы выяснить, сколько может стоить «класс» лазерных диодов. Этот список представляет собой приблизительное руководство по ценообразованию в зависимости от типа корпуса и выходной мощности для устройств 808, 915, 940, 980 нм. Обратите внимание, что по мере увеличения выходной мощности разница в цене от производителя к производителю имеет тенденцию к значительному увеличению. Обычно разница в цене превышает 50% в зависимости от производителя.
Многие производители предлагают два разных типа корпусов с оптоволоконным соединением.Из-за отсутствия в отрасли конкретных терминов мы будем называть один «базовым» модулем с волоконной связью, а второй — «усовершенствованным» модулем с волоконной связью. Базовый оптоволоконный модуль обычно представляет собой устройство с несколькими излучателями (см. Раздел выше) с фиксированным оптоволокном на корпусе и без разъема. Он больше предназначен для крупных OEM-заказчиков, которые интегрируют лазер в свои системы:
Второй тип упаковки — это «расширенный» модуль.
Усовершенствованный модуль находится в более крупном корпусе, который включает такие опции, как встроенное охлаждение, пилотный лазер и контрольный фотодиод, а также другие доступные функции.Усовершенствованный модуль может содержать линейку с оптоволоконным соединением (см. Раздел выше) или может быть эмиттерным устройством с несколькими микросхемами. Он предназначен больше для заказчиков с небольшим объемом, которым нужны дополнительные функции модуля для своих приложений:
Обратите внимание, что, в отличие от большинства лазерных диодов малой мощности, цены на сопоставимые устройства большой мощности будут сильно различаться (иногда в 2 раза и более) в зависимости от производителя . Вот почему диапазон цен, показанный ниже, велик.
5W (CW) ПАКЕТЫ СО СВЯЗАННЫМИ ВОЛОКНАМИБазовый оптоволоконный модуль мощностью 5 Вт: — 250–500 долл. США — 808, 915, 940, 980 нм / фиксированное волокно, без разъема — без кулера, без пилотного лазера или PD
5-ваттный «усовершенствованный» оптоволоконный модуль: — От 1000 до 1500 долларов США — 808, 915, 940, 980 нм / съемное волокно — Интегрированный охладитель , пилотный лазер и монитор PD
ПАКЕТЫ СО СВЯЗАННЫМИ ВОЛОКНАМИ 10 Вт (CW) Базовый оптоволоконный модуль мощностью 10 Вт: — 350–600 долл.
США — 808, 915, 940, 980 нм / фиксированное волокно, без разъема — без кулера, без пилотного лазера или PD
10-ваттный «усовершенствованный» оптоволоконный модуль: — 1500–2000 долларов — 808, 915, 940, 980 нм / съемное волокно — Интегрированный охладитель , пилотный лазер и монитор PD
ПАКЕТЫ СО СВЯЗАННЫМИ ВОЛОКНАМИ 50 Вт (CW)«Базовый» оптоволоконный модуль мощностью 50 Вт: — от 1200 до 1800 долларов США — 808, 915, 940, 980 нм / фиксированное волокно, без разъема — без кулера, без пилотного лазера или PD
50-ваттный «усовершенствованный» оптоволоконный модуль: — 2 000–3 000 долл. США — 808, 915, 940, 980 нм / съемное волокно — Интегрированный охладитель , пилотный лазер и монитор PD
80 Вт (CW) BAR / ARRAYБар / массив 80 Вт: — 600–800 — 808, 915, 940, 980 нм / CCS / CP, медный стержень — без кулера, без оптики
ПАКЕТЫ СО СВЯЗАННЫМИ ВОЛОКНАМИ 100 Вт (CW) «Базовый» оптоволоконный модуль мощностью 100 Вт: — 2 000–3 000 долл.
США — 808, 915, 940, 980 нм / фиксированное волокно, без разъема — без кулера, без пилотного лазера или PD
«Усовершенствованный» оптоволоконный модуль мощностью 100 Вт: — 4500–6 000 — 808, 915, 940, 980 нм / съемное волокно — Интегрированный охладитель , пилотный лазер и монитор PD
ПАКЕТЫ СО СВЯЗАННЫМИ ВОЛОКНАМИ 200 Вт (CW)«Базовый» оптоволоконный модуль мощностью 200 Вт: — 2500–3500 долларов США — 808, 915, 940, 980 нм / фиксированное волокно, без разъема — без кулера, без пилотного лазера или PD
200-ваттный «усовершенствованный» оптоволоконный модуль: — От 10 000 до 15 000 долларов США — 808, 915, 940, 980 нм / съемное волокно — Интегрированный охладитель , пилотный лазер и монитор PD
СПИСОК ВСЕХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ВЫСОКОМОЩНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ (в алфавитном порядке)
- Аэродиод
- BWT
- когерентный
- DILAS (часть когерентного)
- Focuslight
- Jenoptik
- Интенсивная фотоника
- Леонардо (ранее Lasertel)
- Lumentum (ранее JDSU)
- Lumics
- nLight
- Northrop Grumman Генеральный директор
- PhotonTEC Берлин
- Лазеры QPC
- Quantel
- RealLight
- Семинекс
- Синхань Лазер
МАГАЗИН ЛАЗЕРНЫХ ДИОДНЫХ СИСТЕМ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ НИОКР
LaserDiodeSource.
com, часть группы Laser Lab Source, работает с ведущими производителями мощных лазерных диодов и приборов для управления мощными лазерами, чтобы поставлять предварительно сконфигурированные системы для приложений НИОКР. Стандартные системы показаны ниже. Если вы не видите точную длину волны и мощность, которые вам нужны, отправьте нам электронное письмо с информацией о желаемой мощности и длине волны, и мы предоставим вам предложение.СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ 808 НМ ДЛЯ НИОКР
Не можете найти точную длину волны и мощность? Напишите нам, мы настроим систему и вышлем вам коммерческое предложение »
СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ 976 НМ ДЛЯ НИОКР
Не можете найти точную длину волны и мощность? Напишите нам, мы настроим систему и вышлем вам коммерческое предложение »
СИСТЕМЫ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ 915 И 940 НМ ДЛЯ НИОКР
Не можете найти точную длину волны и мощность? Напишите нам, мы настроим систему и вышлем вам коммерческое предложение »
Все, что вам нужно знать о диодных лазерах и лазерных диодах
Диодные лазеры стали довольно популярными в последнее десятилетие.
Причина проста — технология изготовления лазерного диода не так проста. И даже сейчас есть всего несколько поставщиков, которые на данный момент производят высококачественные лазерные диоды.
Один из них — NICHIA (Япония).
Качество имеет важное значение для всех типов лазеров, но когда мы говорим о лазерных диодах, они имеют многослойную структуру в ОЧЕНЬ МАЛЕНЬКОЙ детали, что затрудняет производственный процесс.
Структура лазерного диода
Если вы посмотрите на wiki-диаграмму, то заметите, что многоуровневая система довольно сложна https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c6/Simple_sch_laser_diode.svg/800px-Simple_sch_laser_diode.svg.png
Большая проблема и определенное ограничение — это теплопроводность. Хотя лазерный диод генерирует фотоны (свет), он также выделяет много тепла, поэтому тепло должно распределяться, и поэтому на рынке не так много мощных лазерных диодов.
Макс от NICHIA NUBM44 / 47 имеет выходную оптическую мощность всего 7 Вт в режиме CW.
Конечно, вы можете запустить его до 10 Вт в импульсном режиме, но это почти его физический предел.
Применение лазерных диодов
Наиболее частое применение лазерных диодов зависит от длины волны. Например, 808 нм обычно используется для накачки лазерных модулей DPSS (твердотельных лазеров с диодной накачкой) на кристаллах Nd: YAG. В светодиодных проекторах используется много лазерных диодов.
Существует большая область применения спектрографии, а также медицина.
На портале исследовательских ворот https://www.researchgate.net/ вы можете найти много интересных исследовательских работ, в которых ученые публикуют статьи и официальные документы.
Преимущество
Самым большим преимуществом лазерных диодов является их размер. Например 7-ваттный NUBM44 от NICHIA всего 9 мм.
Например, если вы хотите получить 10 Вт из Nd: YAG, вам нужно построить довольно большую и сложную машину, поэтому диодные лазеры становятся все более популярными.
Недостаток
Один из самых больших недостатков диодного лазера — это качество луча.Большинство довольно мощных лазерных диодов с оптической мощностью более 1000 мВт (1 Вт) имеют довольно низкое качество луча, что затрудняет фокусировку. Например, одномодовое излучение, которое вы можете сфокусировать на малой длине волны, но у вас есть многомодовое излучение, может быть довольно сложно сфокусировать на действительно крошечном пятне.
CW в зависимости от импульсного режима
Многие лазерные диоды отлично работают в непрерывном режиме. Для некоторых приложений это очень необходимо. Хотя общая мощность может достигать нескольких ватт, энергия одного импульса очень мала.
Лазерная гравировка и резка
Некоторые мощные лазеры с длиной волны 405/445 нм стали довольно популярными инструментами для гравировки и резки среди мастеров и любителей.
Дело в том, что при мощности оптического лазера 5-7 Вт можно легко вырезать до 8 мм акрила и 6 мм дерева и фанеры https://www.youtube.com/watch?v=7wN1fUY6KKE
All you need to know about wood and plywood laser cutting with video
Для лучшего процесса гравировки и резки вы можете использовать воздушный насос с подачей воздуха и получить довольно приличные результаты.
Преимущество диодного лазера в том, что это вполне доступный инструмент, который можно установить практически на любой 3D-принтер или фрезерный станок с ЧПУ. Есть несколько компаний, которые предоставляют довольно надежные и долговечные лазерные инструменты, но держатся подальше от китайских поддельных лазеров. Они не принесут вам ничего, кроме плохих эмоций и полного разочарования https://endurancelasers.com/my-experience-with-non-branded-chinese-made-lasers/ В первую очередь из-за поддержки 0.
Если вы опытный инженер-электрик или у вас достаточно времени, вы можете создать собственный лазер на основе технологии с открытым исходным кодом.
The Endurance laser kit pack. Build your own laser module. Fully open-source!
В целом диодные лазеры достаточно универсальны и могут применяться для гравировки и резки практически всех материалов, кроме прозрачных и металлических.
Дело в том, что для резки металла необходима высокая энергия импульса, которую невозможно получить в непрерывном режиме, поэтому для резки металла в основном используются высокомощные модули Co2, Fiber или DPSS.
Co2 против диода
Подробнее об этом >>> https: // endurancelasers.-10 = 333 кПа
Видеозапись, объясняющая, как работают диодные лазеры
О применении диодных лазеров >>> https://endurancelasers.com/about-some-interesting-applications-of-diode-lasers/
Подробнее о диодных лазерах >>> https://endurancelasers.com/about-diode-solid-state-lasers/
Узнайте о различных типах лазеров >>> https: // endurancelasers.
ru / сравнение-различных-типов-лазеров и разных длин волн /
Компания Panasonic выпустила самый мощный в мире синий лазер: вот почему
На демонстрации в Осаке, Япония, компания Panasonic продемонстрировала самый яркий в мире синий лазер. Они сделали это с помощью пары технологий / методов, используя комбинирование длин волн (WBC) с прямым диодным лазером (DDL) для получения одного очень мощного синего луча.После усовершенствования этой техники качество луча остается прежним, а мощность увеличивается по мере увеличения количества лазерных источников. Мощность лазера может быть огромной!
DDL — это диодный лазер прямого действия, система, с помощью которой сильно сфокусированный лазерный луч облучается на выбранную цель. Это отличается от обычных твердотельных лазеров или СО2-лазеров, поскольку технология и компактна, и эффективна. Прямые диодные лазеры требуют меньше электроэнергии для выработки того же количества энергии, что и обычные средства, что делает их очевидным выбором для высококлассной лазерной сварки, резки и других видов производства.
Компания Panasonic только что продемонстрировала контроль над синим лазером — в частности, они показали, насколько далеко они продвинулись с системами, с которыми работали последние 7 лет. В 2013 году они сотрудничали с компанией TeraDiode (TDI), а в 2017 году приобрели TDI. TDI сосредоточилась на WBC и занимается разработкой оптимизации выходной мощности, а также сокращения длины волны.
Решение, которое сейчас предлагает Panasonic, называется «синий лазер с высоким качеством луча». Этот лазер работает в диапазоне длин волн 400–450 нм, тогда как у синих лазеров, как правило, более широкий диапазон — от 360 до 480.Это решение было достигнуто путем объединения более 100 излучателей в один луч с помощью технологии WBC.
«Более 100 эмиттеров» контролировались серией диодных полосок. Диодная линейка — это набор расположенных вместе лазерных излучателей, управляемых одним полупроводниковым кристаллом.
Используя новейшее сочетание технологий Panasonic и оптимизацию упомянутых технологий, Panasonic может взять на себя ответственность за то, что вполне может быть самой идеальной технологией, как это называет Panasonic, «новых процессов микропроизводства».
«Panasonic особенно взволнован тем, как этот последний синий луч будет работать для микротехнологий с такими материалами, как медь, золото и пластик.
Panasonic предположил, что спрос на микропродукцию меди «имеет высокий спрос» для использования с «автомобильными двигателями и батареями». Как говорится в сообщении Panasonic, их демонстрация «открывает двери для лазерной интенсивности, которая может быть на два порядка выше, чем у обычных систем синих лазеров». Теперь все, что им нужно сделать, это получить эту технологию в новом роботе.
ВВЕРХУ: Еще в 2014 году компания Panasonic выпустила LAPRISS; первая в мире роботизированная система для лазерной сварки, оснащенная инфракрасным DDL с использованием технологии WBC.
Аналогичная робототехника будет работать с синими лучами, о которых мы сегодня говорим.
: лазер высокой мощности 2000 Вт
В течение трех лет при поддержке государственной исследовательской программы Германии EffiLAS (Эффективные источники лазерного луча высокой мощности) можно создать и оптимизировать голубой киловаттный диодный лазер для областей промышленного применения.Эта уникальная в мировом масштабе разработка открывает новый сегмент в лазерных технологиях: обработка материалов лазерным излучением в видимом диапазоне длин волн.
Во многих промышленных применениях инфракрасные лазеры достигли отличных результатов. Однако для обработки цветных металлов, особенно меди, инфракрасный луч менее подходит. Существенной причиной является низкое поглощение лазерного луча цветными металлами в этом диапазоне длин волн. Из-за этого сварочные процессы часто протекают нестабильно, а производственные ошибки при сварке приводят к браку.
Для достижения высокой степени поглощения идеально подходит синий свет с длиной волны 450 нм. Многократно более высокое поглощение обеспечивает высокое качество и равномерные результаты сварки при лазерной обработке меди. Наличие синего лазерного луча открывает новые возможности применения. Не только для лазерной обработки цветных металлов, таких как медь или золото, но и для соединения различных металлов.
Особенно в области регенеративной энергии и альтернативных приводов есть новый потенциал для использования голубых лазеров в производстве.Например, при производстве электромобилей перерабатывается примерно на восемь килограммов меди больше, чем при производстве легковых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Это небольшая величина, но в целом она предлагает широкий спектр возможных применений синих лазеров. Например, при производстве батарей тонкая медная фольга в десять микрометров соединяется или соединяется с другими металлами. Это стало возможным впервые благодаря использованию мощных диодных лазеров с синим спектром света.
При строительстве ветряных турбин требуется значительно больше меди.В больших морских ветряных турбинах используется до 30 тонн меди — и здесь в будущем возможно использование лазеров. Благодаря высокому качеству шва этот процесс также очень хорошо подходит для применения в электротехнике, особенно при производстве компонентов силовой электроники, где соединения должны быть особенно термостойкими.
В дополнение к электронным приложениям, новая длина волны синего лазера также позволяет обрабатывать золото, открывая новые возможности в ювелирном производстве.По мере технического развития в ближайшем будущем ожидается открытие множества других приложений, что положит начало продолжению стремительных технологических инноваций в области мощных диодных лазеров для промышленного производства в новом диапазоне длин волн.
Лазерные модули для резки / гравировки (ЧПУ)
Красные лазерные диоды
Это самые дешевые лазерные диоды с мощностью 200-300 мВт.
Доступен диод 700 мВт, но он приближается к стоимости более мощных синих диодов.
Красные лазеры мощностью 200–300 мВт хуже адсорбируются, чем синие диоды, поэтому для резки бумаги и пластика часто требуется маскировать черным маркером или тонкой черной бумагой. Им также может потребоваться несколько проходов для резки материалов.
Красный лазерный диод 250 мВт
Бумага черная Cut
Шоколадная резка / гравировка
Бумага белая Cut с маскировкой / гравировкой
Цветная ткань: шелк, хлопок. Покрой
.Гравировка на твердом картоне
Бальза, гравировка на фанере
Лазерные диоды Bluray (405 нм)
Доступны диоды мощностью 100 мВт, 200 мВт и ~ 600 мВт.OEM-версии этих диодов обычно извлекаются из высокоскоростных записывающих устройств Blu-ray, поскольку они намного дешевле, чем компоненты из каталога.
Лазерный свет 405 нм адсорбируется лучше, чем красный лазерный свет, многими материалами, поэтому черная маскировка не требуется.
Они особенно полезны для экспонирования фоторезиста.
Лазерный диод 200 мВт, 405 нм
Бумага черная Cut
Шоколадная резка / гравировка
Бумага белая Гравировка / гравировка
Цветная ткань: шелк, хлопок. Покрой
.Гравировка на твердом картоне
Бальза, гравировка на фанере
0.Бальза 5 мм Cut / Engrave
600 мВт 405 нм лазерный диод
Бумага черная Cut
Шоколадная резка / гравировка
Бумага белая Гравировка / гравировка
Цветная ткань: шелк, хлопок Крой / гравировка
Вырезать / гравировать на твердом картоне
Бальза, гравировка на фанере
1.0мм бальза Cut
Профиль луча синих диодов высокой мощности (445–450 нм) асимметричен из-за формы эмиттера диода и разницы в расходимости между быстрой и медленной осями.
При коллимированном («параллельном») луче «соотношение сторон» обычно составляет около 1: 4 в зависимости от расстояния, при расширении оно увеличивается, но при фокусировке оно также уменьшается, что позволяет использовать его для эффективной гравировки при фокусировке до мельчайших деталей.
размер на небольших расстояниях.
Для световых шоу, где необходим коллимированный луч, можно использовать пару анаморфных призм для изменения формы луча путем сжатия быстрой оси и расширения медленной оси. Это работает для проекторов световых шоу, но непрактично для гравировки и на практике не улучшает результат по сравнению с фокусировкой.
Одномодовые диоды с меньшей мощностью, такие как синий Osram 120 мВт и 405-нм диоды, имеют почти круглые лучи, но максимальная мощность этих диодов составляет около 600 мВт (405 нм).
В промышленных граверах большой мощности используются газовые CO2-лазеры или волоконные лазеры, которые имеют почти симметричный луч — газовые лазеры, естественно, имеют этот профиль, а волоконная оптика, используемая в твердотельных лазерах, действует как гомогенизатор луча.
Мощные лазерные диоды от привода DVD-RW
Мощные лазерные диоды от привода DVD-RW Попал в руки сломанный пишущий привод DVD-RW.
Судьба его была ясна :). В механике
вы можете найти два лазерных диода, способных сжигать предметы.Один инфракрасный (устройство записи компакт-дисков) и один красный
(Устройство записи DVD). Оба диода обладают примерно одинаковыми характеристиками и тепловыми эффектами (возможно, инфракрасные лучи горят немного больше).
Свет от инфракрасного (ИК) практически не виден (а значит
очень опасно !!!). Красный лазерный диод также может производить мощную лазерную указку или лазерное шоу. Я поставляю оба
диоды с током 175 мА. Интересно то, что лазерный блок представляет собой своего рода призму, которая объединяет два луча в
один.Поэтому лазеры из блока не стал спасать (привод не слишком старый, а диоды современные.
которые не подходят к оптике лазерной указки или лазерных принтеров). Алюминиевая крышка
Блок (помимо магниевого корпуса) также служит радиатором, поэтому его лучше не снимать.
Диоды имеют максимальную рабочую температуру 50 ° C и температуру
должен быть как можно ниже (более высокая температура сокращает срок службы и эффективность).
Припаял к блоку два кабеля
для обоих диодов и сделан токостабилизирующий блок питания, позволяющий переключать работу инфракрасных светодиодов, красных светодиодов или обоих сразу.(Обратите внимание, что работа обоих диодов одновременно создает много тепла.) С линзой (подвижной линзой рядом с CD / DVD-диском),
лазер фокусировался на расстоянии нескольких мм от линзы. После снятия линзы получается луч диаметром 5 мм (т.е. лазерная указка или
лазерный источник для лазерного шоу). Если вы хотите сжечь предметы, замените линзу линзой с меньшей диоптрией.
Что вы найдете в разных приводах:
— В DVD-RW есть 2 светодиода: красный для DVD и инфракрасный для CD.
— Слабые красные лазеры 1 мВт
из DVD-ROM (приводы только для чтения) подходят только для маленькой лазерной указки или плохого лазерного шоу, они ничего не сожгут.
— V combos CD-RW / DVD-ROM (запись CD и чтение DVD … сегодня похмелье), есть горящий инфракрасный диод и слабый красный диод (как в DVD-ROM)
— И, наконец, лазеры с CD-ROM совершенно бесполезны :).
Я упоминаю этот список, поэтому избегаю
тупые вопросы, сгорит ли диод с CD-ROM.Я не буду!
Лазер класса IIIb
Предупреждение! Лазерные диоды от привода DVD-RW излучают видимое и невидимое лазерное излучение и они крайне опасны! Их свет может необратимо повредить глаза. Ни в коем случае нельзя смотреть в работающий диод даже без линзы или направлять его на отражающую поверхность. Лазерный луч может вызвать ожоги или пожар. Обычно это лазер класса IIIb. Все делаете на свой страх и риск.
Схема текущего питания двойного лазера от записывающего DVD-RW привода с переключателем для выбора режима работы (КРАСНЫЙ — ИНФРАКРАСНЫЙ — ОБА). Резистор определяет выходной ток лазерных диодов по формуле I = 1,25 / R . LM317 нужен радиатор. Падение напряжения инфракрасного лазерного диода составляет 2,15 В, а падение напряжения красного — 2,5 В.
справа от двигателя находится лазерный блок, слева датчик системы Light Scribe (используется для печати изображений непосредственно на верхней стороне DVD).
в приводе.Этот датчик определяет угол диска).
Здесь вы можете увидеть слабый свет от датчика Light Scribe.
Красный лазер в режиме чтения.
Расположение лазеров (инфракрасный и красный)
Схема лазерной системы (вид снизу, без алюминиевого корпуса). Есть интересная призма, которая объединяет два лазера в
один луч, что позволяет одновременно использовать оба диода.Угол между каждым лучом составляет всего 0,06 °.
А вот и лазер выпотрошенный
Оба диода с припаянными кабелями.
Красный лазерный диод.
Инфракрасный диод. Его свет выглядит тусклым по сравнению с красным диодом, но мощность такого же порядка.
ПЗС-сенсор к нему не особо чувствителен, а человеческий глаз тем более. Вот агрегат с линзой.
… и без линзы (что приводит к лазерной указке с параллельными лучами).
Горящий пластиковый ящик с внешней линзой (красный лазер).
Горит!
лазерный луч. Помимо дальнего света видны боковые балки.
Луч, рассеянный линзой
Луч летит по воздуху.
Сравнение с лазерным диодом «F-LASER 5MW» мощностью 5мВт (от GME). Я использовал ток 48 мА, максимум 50 мА.
Видно, что лазерный луч мощностью 5 мВт даже слабее боковых лучей DVD-RW-лазера.
Лазер указал в окно.
Луч падающий на стену.
Так выглядят голые лазерные диоды (5,6 мм). Слева вы видите классический диод, справа диод открытого типа.
Открытая диодная микросхема не имеет защиты и с ней нужно обращаться очень осторожно! Внутренние части диода нельзя касаться и их необходимо защитить.
от грязи или пыли.
Помимо приводов DVD-RW для настольных ПК, интересные диоды можно встретить и в приводах ноутбуков (ноутбуков).
Разборка DVD-RW привода ноутбука для получения лазерного диода.
Лазерный диодный модуль.
Есть диоды с нестандартным корпусом, поэтому я оставил их внутри.
Модуль после снятия лишних деталей оптики (передняя линза и угловое зеркало) и кабель припаян к аноду красного светодиода.
Катод соединен с радиатором, паять его не нужно. Весь модуль можно прикрутить к дополнительному радиатору для лучшего охлаждения.
Компактный модуль лазерной указки из DVD-RW привода ноутбука.
Лазерный модуль от ноутбука на радиаторе для лучшего охлаждения.
Лазерный модуль на радиаторе. Отрицательный провод припаян к корпусу модуля, чтобы избежать ненужной пайки диодов.
Напоследок немного видео — зажигание 5 спичек и сжигание пластика.
Видео с инструкциями по разборке DVD-RW ноутбука.
Предупреждение для ламеров: лазерный диод нельзя подключать напрямую к источнику питания. Вы должны использовать ограничитель тока или резистор.
Интересно, сколько людей настолько глупы, что подключают его напрямую к, может быть, 12В и удивляются, что диод
не работает. Прочтите, пожалуйста, о ВАХ лазерного диода и о расчете резисторов (закон Ома) и
стабилизаторы тока.НЕ спамите вопросами типа «Я подключил лазер к 12В, и он не работает. Что я сделал не так?».
На такие глупые вопросы никто не ответит.
дом
Для лазерных диодов требуется подходящий источник питания
WALTER BURGESSТребования к применению, длине волны, выходной мощности и режиму работы определяют рекомендации по выбору подходящих источников питания.
Рабочей лошадкой каждого полупроводникового лазера является его источник питания, однако выбор правильного источника питания не всегда является предметом особого внимания.Выбор требует тщательного планирования, потому что одно решение влияет на следующее. Факторы, влияющие на выбор источника питания, включают электрические требования к лазерному диоду, его физический размер и стоимость источника питания.
Источники питания для лазеров могут быть меньше десятицентовика или размером с микроволновую печь. Существует два основных типа источников питания: линейные и переключаемые. Линейные источники питания используются в основном в маломощных лазерных модулях. Импульсные источники питания могут использоваться в импульсных, непрерывных (CW) и квазинепрерывных (QCW) системах, которые обычно обеспечивают ток возбуждения более 1 А.
Оптический выход имеет решающее значение
Требуемая выходная оптическая мощность является самым большим фактором, влияющим на выбор источника питания. Поскольку электричество, потребляемое лазером, преобразуется в свет, существует прямая корреляция между количеством производимого света и количеством необходимого электричества. Для разных приложений может потребоваться совершенно разная выходная мощность, поэтому требования к входному току могут сильно различаться от одного приложения к другому. Например, гораздо проще найти источник питания для лазерного диода видимого диапазона мощностью 10 мВт, чем для диодной матрицы мощностью 40 Вт, предназначенной для накачки твердотельных лазеров.Лазер мощностью 10 мВт потребует меньшего тока и генерирует меньше внутреннего тепла, чем массив 40 Вт, которому потребуется в 500 или более раз больше тока. Источник питания должен обеспечивать достаточный ток для лазера, не перегружая его.
Требования к длине волны оказывают второе влияние на выбор источника питания. Если имеется ограниченное количество лазерных диодов для желаемой длины волны, выбор источника питания также может быть ограничен. Некоторые длины волн и уровни мощности могут генерироваться более эффективно, чем другие.Ярким примером этого является лазерный диод мощностью 6 Вт на длине волны 1870 нм (см. Фото). На этой длине волны трудно достичь эффективной мощности в несколько ватт. Для лазера мощностью 6 Вт требуется ток возбуждения 32 А, в то время как аналогичный лазер мощностью 7 Вт 808 нм потребляет только около 10 А.
Установление параметров длины волны может быть столь же простым, как определение необходимости в лазерном диоде видимого диапазона для юстировки. или источник инфракрасного света для камеры. Оба приложения могут использовать широкий диапазон длин волн. Видимый лазер может работать в диапазоне от 635 до 695 нм.Поскольку большинство камер с зарядовой связью (ПЗС) основаны на кремнии, применение инфракрасного освещения может быть выполнено с помощью лазеров в диапазоне 750–1100 нм.
Некоторые мощные приложения, которые могут зависеть от длины волны, включают обработку материалов и накачку твердотельных лазеров. Например, при резке некоторые материалы имеют пик поглощения на определенной длине волны. Таким образом, лазер на этой длине волны режет материал быстрее и чище. С другой стороны, некоторые лазерные кристаллы генерируют генерацию только при накачке на определенной длине волны.Наиболее распространенным примером является Nd: YAG, который наиболее эффективно накачивается на длине волны 808 нм. Другие области применения твердотельной накачки, зависящие от длины волны, включают Nd: YLF на 795 нм, эрбий: YAG на 940 нм и стекло, легированное иттербием, на 915 нм. В каждом из этих случаев требуемая длина волны ограничивает выбор лазерных диодов и ограничивает выбор источника питания (см. Таблицу).
Режимы работы могут меняться
Источники питания для лазерных диодов могут работать в одном из двух режимов: постоянного тока (CC) и автоматического управления мощностью (APC).Большинство, но, конечно, не все лазерные диоды меньшего размера (5,6- и 9-миллиметровые корпуса) работают в режиме APC. Для работы APC в блоке питания должен быть установлен фотодиод внутри корпуса лазерного диода. Фотодиод генерирует сигнал обратной связи, который позволяет измерять и регулировать подачу тока, сохраняя выходную мощность лазера постоянной при изменении температуры и времени.
Источники питания постоянного тока не содержат фотодиод. Вместо этого они подают на диод заданный уровень тока.Выходная мощность диода будет дрейфовать при изменении температуры из-за внутренних свойств полупроводникового материала. Источники питания постоянного тока генерируют меньше электрических шумов, чем блоки питания APC, поскольку цепь обратной связи APC постоянно регулирует выходной ток. Термоэлектрический охладитель с регулируемой температурой может помочь предотвратить дрейф мощности и длины волны за счет стабилизации рабочей температуры лазерного диода. Лазеры с более высокой мощностью в несколько ватт часто не имеют фотодиода в корпусе диода; они полагаются на внешний фотодиод для работы APC или работают в режиме CC.
При согласовании маломощного лазерного диода с источником питания конфигурация диода и фотодиода должна быть совместима с источником питания, поскольку производители диодов предлагают различные конфигурации выводов. Пользователи также должны подтвердить, что источник питания будет работать в желаемом для приложения режиме. Некоторые драйверы диодов, такие как LDP-201 от Power Technology (Little Rock, AR), могут работать как в режиме CC, так и в режиме APC, а также принимают большинство стандартных конфигураций выводов.
Продолжительность включения
Еще одним фактором, который следует учитывать при выборе источника питания, является продолжительность времени, в течение которого диод будет включен. Для приложений с непрерывной волной требуется, чтобы лазер был включен 100% времени. В импульсном и модулированном режиме лазер активируется только при необходимости. В то время как непрерывные лазеры лучше всего подходят для многих приложений, импульсные, модулированные или квантово-волновые лазеры могут быть более подходящими. Например, маломощный источник питания в непрерывном режиме на 100 мА не подходит для измерения расстояния во время пролета.Вместо этого для этого приложения потребуется специализированный импульсный источник питания, способный выдавать много ампер в импульсах наносекундной длительности. Однако для постоянного использования, например, для юстировки или освещения, потребуется источник питания CW. Источник питания QCW может потребоваться для некоторых массивов мощных лазерных диодов, например, для обработки материалов, резки и оптической накачки.
Модулированная доставка лазерного луча также возможна. На рынке есть несколько драйверов лазерных диодов, которые принимают TTL (транзисторно-транзисторную логику), ECL (эмиттерно-связанную логику) или аналоговый вход для модуляции выходного луча в соответствии с входным сигналом.Примером может служить модель лазерной системы SPMT от Power Technology, которая принимает входной TTL-сигнал мощностью от 0 до 20 MHp и соответственно модулирует диод. Модуляция луча может использоваться для синхронизации лазера с аналитическим прибором или камерой.
Строить или покупать?
Компания может принять решение о разработке и производстве собственных источников питания для приложений, использующих лазерные диоды. Хотя некоторые производители могут выполнить эту задачу, большинству не хватает объема, чтобы сделать это рентабельно.Источник питания лазерного диода — это не просто схема с регулируемым напряжением. Это прецизионный источник тока, предназначенный для защиты лазерного диода. Производители блоков питания также предоставляют гарантию на свою продукцию. На рынке представлен широкий спектр источников питания для лазерных диодов, и есть вероятность, что один из них удовлетворит потребности пользователя. Некоторые производители разрабатывают блоки питания по индивидуальному заказу для удовлетворения более сложных требований.
Полоска лазерного диода, излучающая 6 Вт на длине волны 1870 нм — желательная длина волны для накачки твердотельных лазеров и некоторых медицинских приложений, но неэффективное преобразование мощности — требует тока 32 А, более мощного источника питания, чем те, которые требуются для диодов.