532NM DPSS Lazer Sistemleri için Termal Yük Hesaplama ve Chiller Seçimi

bu 532nm yeşil lazer¹ bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır, endüstriyel işleme, Yüksek parlaklığı ve görünürlüğü nedeniyle tıbbi uygulamalarda. Temel teknolojisi aşağıdakilere dayanmaktadır: diyot pompalı katı hal (DPSS) Biz ne yaptık², 1064nm kızılötesi ışığı 532nm yeşil ışığa dönüştürmek için frekans ikiye katlamayı kullanan. Operasyon sırasında, lazerler ısı üretir, ve bu ısı çıkışının doğru bir şekilde tahmin edilmesi, etkili bir soğutma sistemi tasarlamak için çok önemlidir.. Bu makale 532nm lazerlerin çalışma prensiplerini araştırıyor ve bunların hesaplamalarını yapıyor. ısı üretimi³.

1. 532nm Lazerlerin Çalışma Prensipleri

1.1 DPSS Lazer Yapısı ve Çalışması

532nm lazer tipik olarak şunları kullanır: DPSS teknolojisi⁴, aşağıdaki adımlardan oluşur:

1. Pompalama işlemi: An 808nm laser diode (LD) serves as the pump source, exciting a Nd:Yag (Neodimyum katkılı yttrium alüminyum garnet) or Nd:YVO4 (neodymium-doped yttrium orthovanadate) crystal.

2. 1064nm Laser Generation: The pump light is absorbed by the crystal, causing neodymium ions (Nd³⁺) to transition to a higher energy state. When they return to the ground state, stimulated emission produces 1064nm infrared laser light⁵.

3. Frequency Doubling: The 1064nm laser passes through a nonlinear optical crystal (such as KTP, potassium titanyl phosphate), undergoing second harmonic generation (Shg)⁶ to halve the wavelength and produce 532nm green light⁷.

1.2 532nm Lazerlerin Özellikleri

• High Brightness: 532nm green light⁷ is near the peak of human visual sensitivity (\~555nm), making it highly visible.

• Wide Applications: Used in fluorescence excitation, laser alignment, laser displays, medical treatments, and scientific instruments.

• Efficiency Limitations: Due to the nonlinear conversion process, genel elektriksel-optik verimlilik tipik olarak 10% ile 20%.

2. 532nm Lazerler için Isı Üretimi Hesaplaması

Bir lazerin toplam ısı çıkışı öncelikle şunlardan kaynaklanır: verimlilik kayıpları⁸ çeşitli sistem bileşenlerinde. Temel formül şudur::

Qtoplam​=Giriş​−P532​

Nerede:

• Pinput elektrik giriş gücüdür (W)

• P532​, 532nm lazerin çıkış gücüdür (W)

2.1 Başlıca Isı Kaynakları

2.2 Isı Üretiminin Örnek Hesaplaması

Giriş gücünün Pinput=1W olduğunu varsayarsak, lazer diyot verimliliğine sahip 50% Ve bir frekansın iki katına çıkması⁹ verimliliği 50%, hesaplamalar şu şekilde devam ediyor:

1. 808nm Pompa Gücü: P808​=0,5imesPingirişi​=0,5W

2. 1064nm Lazer Gücü (kuantum kusur kayıpları dikkate alındığında): P1064​=0,759imesP808​=0,3795W

3. 532nm Çıkış Gücü (ile 50% verimliliği iki katına çıkarmak): P532​=0,5imesP1064​=0,18975W

4. Toplam Isı Üretimi: Qtoplam​=1W−0,18975W=0,81025W

3. 532nm Lazerler için Termal Yönetim

3.1 Ortak Soğutma Yöntemleri

• Hava Soğutma: Hava akışını artırmak ve ısıyı verimli bir şekilde dağıtmak için fanları kullanır.

• Su Soğutma Sistemleri¹⁰: Yüksek güçlü lazerler için uygundur, gelişmiş ısı dağılımı sunar ve sabit çalışma sıcaklıklarını korur.

• TEC (Termoelektrik soğutma)¹¹: Hassas sıcaklık kontrolü için Peltier modüllerini kullanır, sıklıkla kompakt hassas aletlerde uygulanır.

3.2 Coolingstyle'ın Soğutma Çözümleri

Hassas sıcaklık kontrolünde bir lider olarak, Coolingstyle, 532nm lazer uygulamaları için optimize edilmiş yüksek performanslı soğutucular sağlar:

• Q580 Serisi Soğutucular¹²: Yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrolü (±0,1°C), laboratuvar ve endüstriyel lazer uygulamaları için ideal.

• M160 Serisi Soğutucular: Yüksek güçlü lazer soğutma için tasarlandı, üstün ısı dağılımı sunan.

Özel lazer sisteminize göre uyarlanmış özel soğutma çözümleri için, Optimum termal yönetimi sağlamak için teknik ekibimizle iletişime geçin.

4. Çözüm

532nm lazerler¹³ faydalanmak DPSS teknolojisi⁴, 808 nm pompa ışığını 1064 nm'ye dönüştürmek ve ardından yeşil ışık üretmek için frekansı iki katına çıkarmak. Çoklu verimlilik kayıpları nedeniyle, tipik elektrikten optiğe dönüşüm verimliliği yaklaşık 10% ile 20%. Isı yönetimi çok önemli, giriş gücünün çoğu lazer çıkışı yerine ısıya dönüştürüldüğünden. soğutma tarzı¹⁴ Optimum sıcaklık kontrolünü koruyarak istikrarlı ve verimli lazer çalışmasını sağlamak için özel soğutma çözümleri sunar.