高輝度パルスダイオードレーザ

高輝度アプリケーション向けレーザダイオード(半導体レーザ)

高輝度パルスダイオードレーザ
  • パワー密度 :15kW/cm²
  • 発振波長 :808nm
  • ピーク出力 :1.1kW
  • パルス幅 :150µs
  • 高信頼のNorthrop Grumann Cutting Edge Optoronics (以下、NGCEO社)製

レーザバーを高密度実装して従来にない高パワー密度を実現

図1 従来のレーザバーマウント方法
図1 従来のレーザバーマウント方法

 

従来のレーザダイオードスタックはバーとバーの間に銅ヒートシンクを挟む。一般的なバーピッチは400µm~1.7mm。

図2 高輝度の新しいマウント方法
図2 高輝度の新しいマウント方法

 

高輝度のレーザダイオードスタックは、レーザバーとレーザバーを直接金すずハンダでマウントする。バーピッチは150µm。

図3 高輝度レーザダイオードスタック(150µmピッチ)と従来のレーザダイオードスタック(400µmピッチ)のニアフィールドパターン比較
図3 高輝度レーザダイオードスタック(150µmピッチ)と従来のレーザダイオードスタック(400µmピッチ)のニアフィールドパターン比較

レーザバーを高密度実装し、銅ヒートシンクのダークエリアをなくすことで、従来にない高輝度ダイレクトダイオードレーザが可能となりました。

 

 

40%のパワーで従来のレーザスタックと同等の高輝度が可能

グラフ1 高輝度と1バーあたりピーク出力の相関関係
グラフ1 高輝度と1バーあたりピーク出力の相関関係

従来のレーザダイオードスタック(青、緑、黄色、紫、図1)に比較し、NGCEO社高輝度レーザダイオードスタック(赤、図2)は、レーザバーの高密度実装により3倍から6倍の高輝度が得られます。

そのため、半分以下のピーク出力で従来のレーザスタックと同等の輝度が得られるため、レーザのCatastrophic Optical Density (COD)の発生を防ぐことができます。さらに、低電流電源でシステムを設計できます。

ピーク出力データ

グラフ2 電流vsピーク出力
グラフ2 電流vsピーク出力

5段レーザバーにおける従来スタックと高輝度スタックの出力比較データ。パルス幅は150μs、周波数は20Hz。

NGCEO社製高輝度レーザダイオードスタックは従来レーザダイオードスタックと比較し、PIカーブがほぼ一致しています。これは、ジャンクション温度の熱飽和による過度の温度上昇が発生していないことを意味しています。

NGCEO社の信頼性試験では、130億ショットを達成しました。

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