Laserdioden VCSEL-Hochleistungs-Arrays und Einzelemitter Bisher standen oberflächenemitterende Laserdioden nur bei kleinen Leistungen im mW-Bereich zur Verfügung. Laser 2000 stellt nun VCSELs vor, die mit Unterstützung des DARPA-SHEDS-Programms entwickelt wurden und weltweit höchste Ausgangsleistungen aufweisen. So wurden bereits Einzelemitter mit Ausgangsleistungen von > 3 W CW und Arrays > 230 W CW mit Konversionseffizienzen von bis zu 52% erfolgreich demonstriert. Als Standardprodukte sind viele Singlemode- bzw. Multimode-Emitter sowie Arrays erhältlich. Sie zeichnen sich durch höchste Zuverlässigkeit sowie durch überlegene Spektral- und Strahleigenschaften aus. Für OEMKunden sind kundenspezifische Gehäusebauformen und die Anfertigung von Wafern mit Wellenlängen im Bereich 808 nm bis 1064 nm möglich. VCSELs weisen folgende signifikanten Vorteile gegenüber Kantenemittern auf:
Emissionsspektrum eines 4,7 x 4,7 mm VCSEL-Arrays mit einer Ausgangsleistung von 100 W
Fernfeld-Strahlprofil eines 4,7 x 4,7 mm VCSEL-Arrays mit einer Ausgangsleistung von 100 W
Ein zirkulares Strahlprofil, das externe Kollimationsoptiken nahezu überflüssig macht Eine 5-mal geringere Abhängigkeit der Emissionswellenlänge von der Temperatur – aufwändige Temperaturstabilisierungen insbesondere bei Pumpanwendungen sind nicht erforderlich Eine schmale Linienbreite von < 0,8 nm, die eine maximale Absorption im aktiven Pumpmedium erlaubt – kostspielige Volumen-Bragg-Gitter (VBGs) entfallen Die völlige Unempfindlichkeit gegenüber rückreflektierter Strahlung – für Pumpanwendungen oder Bearbeitung hoch reflektierender Materialien sind weder AR/HR-Beschichtungen noch teure Isolatoren erforderlich Eine extrem hohe Zuverlässigkeit mit FIT-Raten von 1-2 (1 FIT = ein Ausfall in 10 9 Betriebsstunden) – diese ist um den Faktor 500 geringer als bei Telcordia-qualifizierten Dioden, da VCSELs keinen COD-Defekten unterliegen Hohe Betriebstemperaturen von bis zu 80 °C, die einen Betrieb mit kleinerem Wärmetauscher erlauben Hohe Ausgangsleistungen und Leistungsdichten von bis zu 1200 W/cm² Der gegenüber Kantenemittern um den Faktor zwei geringere thermische Widerstand von 0,15 °k/W Die einfache Kaskadierbarkeit – VCSELs können zur Erhöhung der Ausgangsleistung leicht als 2D-Arrays angeordnet werden (kein Stapeln erforderlich), die eine effizientere Wärmeableitung und aufgrund des engen Emitterabstands höhere Pumpleistungsdichten erlauben.
Multimode-Hochleistungs-VCSEL-Arrays Die Multimode-Hochleistungs-VCSEL-Arrays stehen bei verschiedensten Ausgangsleistungen, Wellenlängen und Bauformen für den CW-, QCW- und Pulsbetrieb zur Verfügung. Sie werden für viele Anwendungen in den Bereichen Industrie, Medizin und Verteidigung eingesetzt.
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Multimode-Hochleistungs-VCSEL-Arrays in verschiedenen Bauformen