Stacks

Funktionsprinzip

Diodenlaserstacks bestehen aus vertikal gestapelten Laserbarren oder Einzelemittern. Damit kann die Gesamtleistung entsprechend der Anzahl von Emittern bis in den Kilowatt-Bereich skaliert werden.

  • Stackelement
    [+] Einzelnes Stackelement eines 3,5 kW-Stacks
  • Hochleistungslaserstack
    [+] Hochleistungslaserstack mit 3,5 kW Ausgangsleistung, gelinst

Anwendungen

  • Pumpen von Festkörper-, Faser- und Alkali-Gaslasern (z.B. als Pumpquelle für Materialbearbeitungslaser und Hochenergie-Festkörperlasersysteme)
  • Direkte Materialbearbeitung (z.B. als Strahlquellen für spektral kombinierte Lasersysteme)
  • Freiraumkommunikation
  • Drucktechnik
  • Medizintechnik

Wellenlängen

  • 650 bis 1060 nm
  • z.B. 950 nm zum Pumpen von Yb: YAG-Scheibenverstärkern

Chip-Technologie

  • Halbleiter-Schichtstrukturen mit MOVPE
  • Monolithisch-integrierte Gitter mittels Oberflächenätzungen oder Zweischritt-Epitaxie
  • Kontaktfenster durch
    • Projektionslithografie
    • Implantation und Isolationsschichten
    • Metallisierung
  • Abdünnen
  • Ritzen, Brechen, Spalten
  • Facettenbeschichtung und -passivierung mit sehr langen Lebensdauern

Montage

  • Hartlöten von Laserbarren und Einzelemittern mit langer Apertur auf passive CuW-Wärmesenken
  • Stapeln der CuW-Träger und Fixieren mit AuSn-Lot, geeignet für sehr lange Lebensdauern
  • Klebung von FAC-Linsen (fast axis collimator) am Stack
  • Einkoppeln in Fasern

Typische Daten

  • QCW Betrieb t= 1 ms f = 10...200 Hz
  • Maßgeschneiderte Einzelemitter mit 1,2 mm Apertur
    • Verlässliche Ausgangsleistung >120 W
    • Leistungsdichte ~ 1 kW/cm
    • Lateraler Fernfeldwinkel von 12° (95% Leistung)
    • Wirkungsgrad > 60%
  • Stack mit 28 Ebenen und FAC
    • Ausgangsleistung 3,5 kW bei einer Effizienz von > 60%
    • Geeignet für einfache und effiziente Kopplung in Fasern
      • Vertikale Divergenz (> 95% Lichtleistung) < 2 mrad
      • Vertikales Strahlparameterprodukt < 90 mm mrad
      • Laterale Divergenz (> 95% Lichtleistung) < 210 mrad
      • Laterales Strahlparameterprodukt < 90 mm mrad