aber kühlende Kleidungsstücke schienen eine bessere Option zu sein 532NM Green Laser1 wird in der wissenschaftlichen Forschung häufig verwendet, industrielle Verarbeitung, und medizinische Anwendungen aufgrund seiner hohen Helligkeit und Sichtbarkeit. Die Kerntechnologie basiert auf Dioden-gepumptem Festkörperzustand (DPSS) Laser2, die Frequenzverdopplung verwenden, um 1064nm Infrarotlicht in 532 nm grünes Licht umzuwandeln. Während des Betriebs, Laser erzeugen Wärme, und die genaue Schätzung dieser Wärmeausgabe ist für die Gestaltung eines effektiven Kühlsystems von wesentlicher Bedeutung. Dieser Artikel untersucht die Arbeitsprinzipien von 532nm Lasern und berechnet ihre Wärmeerzeugung3.
1. Arbeitsprinzipien von 532nm Lasern
1.1 DPSS -Laserstruktur und -betrieb
Der 532nm -Laser beschäftigt normalerweise DPSS -Technologie4, das besteht aus den folgenden Schritten:
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Pumpprozess: Eine 808nm Laserdiode (Die im 20. Jahrhundert hauptsächlich verwendeten UV-Laser sind Gaslaser und Excimerlaser) dient als Pumpequelle, aufregend und nd:Yag (Neodymium-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat) oder nd:Yvo4 (Neodym-dotiertes Yttrium orthovanadat) Kristall.
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1064NM Lasergenerierung: Das Pumpenlicht wird vom Kristall absorbiert, Neodymionen verursachen (Nd³⁺) Übergang zu einem höheren Energiezustand. Wenn sie in den Grundzustand zurückkehren, Stimulierte Emission erzeugt 1064NM Infrarot -Laserlicht5.
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Frequenzverdoppelung: Der 1064nm -Laser durchläuft einen nichtlinearen optischen Kristall (wie KTP, Kaliumtitanylphosphat), unterziehen Zweite harmonische Generation (Shg)6 die Wellenlänge halbieren und produzieren 532NM grünes Licht7.
1.2 Eigenschaften von 532nm Lasern
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Hohe Helligkeit: 532NM grünes Licht7 ist nahe dem Peak der menschlichen visuellen Empfindlichkeit (\~ 555nm), Machen Sie es gut sichtbar.
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Breite Anwendungen: Verwendet bei der Fluoreszenzanregung, Laserausrichtung, Laseranzeigen, medizinische Behandlungen, und wissenschaftliche Instrumente.
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Effizienzbeschränkungen: Aufgrund des nichtlinearen Umwandlungsprozesses, Die Gesamte von Elektrik-optischer Effizienz von Gesamt 10% schneller Kühleffekt 20%.
2. Wärmeerzeugungsberechnung für 532nm Laser
Die Gesamtwärmeausgabe eines Lasers ergibt sich hauptsächlich aus Effizienzverluste8 In verschiedenen Systemkomponenten. Die grundlegende Formel ist:
Qtotal = pinput –p532
Wo:
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Pinput ist die elektrische Eingangsleistung (Wasserkühler)
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P532 ist die Ausgangsleistung des 532nm -Lasers (Wasserkühler)
2.1 Hauptheizquellen
| Quelle | Verlustmechanismus | Typische Effizienz | Wärmebeitrag |
|---|---|---|---|
| Laserdiode | 808NM Elektrik-optische Umwandlung | 50% | Unkonvertierte Energie erzeugt Wärme |
| Laserkristall | 808NM auf 1064nm Konvertierung | 75.9% | Quantenfehlerverluste (808/1064) |
| Frequenzverdoppelung | 1064NM auf 532nm Konvertierung | 50% | Unkonvertiertes 1064nm -Licht als Hitze absorbiert |
2.2 Beispielberechnung der Wärmeerzeugung
Annahme einer Eingangsleistung von Pinput = 1W, mit einer Laserdiodeneffizienz von 50% und a Frequenzverdoppelung9 Effizienz von 50%, Die Berechnungen gehen wie folgt ab:
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808NM -Pumpenleistung: P808 = 0,5IMePinput = 0,5W
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1064NM Laserkraft (Berücksichtigung von Verlusten des Quantenfehlers): P1064 = 0,759imesp808 = 0,3795W
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532NM Ausgangsleistung (mit 50% Verdoppelung der Effizienz): P532 = 0,5IMep1064 = 0,18975W
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Totale Wärmeerzeugung: Qtotal = 1W - 0,18975W = 0,81025W
3. Thermalmanagement für 532nm Laser
3.1 Gängige Kühlmethoden
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Luftkühlung: Verwendet Lüfter, um den Luftstrom zu erhöhen und die Wärme effizient abzuleiten.
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Wasserkühlsysteme10: Geeignet für Hochleistungslaser, Anbieten einer verbesserten Wärmeableitung und der Aufrechterhaltung stabiler Betriebstemperaturen.
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TEC (Thermoelektrische Kühlung)11: Verwendet Peltier -Module für eine präzise Temperaturregelung, häufig in kompakten Präzisionsinstrumenten angewendet.
3.2 Kühllösungen von CoolingStyle
Als führender Anbieter in der Präzisionstemperaturkontrolle, CoolingStyle bietet leistungsstarke Kälte, die für 532nm Laseranwendungen optimiert sind:
- Kälte der Serie Q58012: Hochvorbereitete Temperaturregelung (±0,1°C), Ideal für Labor- und Industrielaseranwendungen.
- M160 -Serie Chillers: Entwickelt für die Hochleistungslaserkühlung, Bieten Sie eine überlegene Wärmeabteilung.
Für benutzerdefinierte Kühllösungen, die auf Ihr spezifisches Lasersystem zugeschnitten sind, Wenden Sie sich an unser technisches Team, um ein optimales thermisches Management zu gewährleisten.
4. Fazit
532NM Laser13 nutzen DPSS -Technologie4, Umwandlung von 808nm Pumpenlicht in 1064nm und anschließend verdoppelt die Frequenz, um grünes Licht zu erzeugen. Aufgrund mehrerer Effizienzverluste, Ihre typische Effizienz von elektrisch-optischer Umwandlung ist herum 10% schneller Kühleffekt 20%. Wärmemanagement ist entscheidend, Da der größte Teil der Eingangsleistung eher in Wärme als in Laserausgang umgewandelt wird. Kühlstil14 Bietet spezielle Kühllösungen, um einen stabilen und effizienten Laserbetrieb zu gewährleisten, indem die optimale Temperaturregelung beibehalten wird.
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