OSRAM SPLE03N81S9

Aktiv gekühlter Diodenlaser-Barren, 450 W qcw bei 808 nm
Actively Cooled Diode Laser Bar, 450 W qcw at 808 nm
SPL E03N81S9
Vorläufiges Datenblatt / Preliminary Data Sheet
Besondere Merkmale
Features
• Laserstack mit 3 Laserbarren auf
Mikrokanalkühler
• Für quasi-kontinuierlichen Betrieb (QCW)
• Zuverlässiges Halbleiter-Material mit
Mindest-Lebensdauer von 10.000 h,
typischerweise >50.000 h
• Geringer thermischer Widerstand
• Geringer smile (< 3 µm), geringe mechanische
Toleranzen
• Ein-/Auslass für Kühlwasser an Unterseite
• Geringer Abstand der Laserbarren (1,6 mm)
• Einfacher Anschluss durch optionalen
Wasserverteiler
• Micro channel cooled laser stack with 3 bars
• For quasi continuous wave (qcw) operation
• Highly reliable semiconductor material with
minimal life time of 10,000 h,
typically >50,000 h
• Low thermal resistance
• Low smile (< 3 μm) and low mechanical
tolerances
• Coolant inlet/outlet at bottom.
• Low bar-to-bar distance of 1.6 mm
• Optional manifold for easy usage
Anwendungen
Applications
• Pumpen von Festkörperlasern
• Direkte industielle Anwendungen (Löten,
Oberflächenbehandlung,...)
• Medizinische Anwendungen
• Druckanwendungen
• Pumping of solid state lasers
• Direct industrial applications (soldering, surface
treatment,…)
• Medical applications
• Printing applications
Sicherheitshinweise
Safety Advices
Je nach Betriebsart emittieren diese Bauteile
hochkonzentrierte, nicht sichtbare InfrarotStrahlung, die gefährlich für das menschliche
Auge sein kann. Produkte, die diese Bauteile
enthalten, müssen gemäß den Sicherheitsrichtlinien der IEC-Norm 60825-1 behandelt
werden
Depending on the mode of operation, these
devices emit highly concentrated non visible
infrared light which can be hazardous to the
human eye. Products which incorporate these
devices have to follow the safety precautions
given in IEC 60825-1 “Safety of laser products”.
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SPL E03N81S9
Typ
Type
Anzahl Barren
Bar count
Wellenlänge
Wavelength
Bestellnummer
Ordering Code
SPL E03N81S9
3
808 nm
Q65110A6233
Grenzwerte
Maximum Ratings
Parameter
Parameter
Symbol
Symbol
Werte
Values
min.
max.
Einheit
Unit
Ausgangsleistung
Optical output power
Pmax
–
450
W
Pulsbreite
Pulse width
tp
–
200
µs
Tastverhältnis
Duty cycle
dc
–
20
%
Kühlwassertemperatur1)
Coolant temperature1)
Top
5
40
°C
Kühlwasserdruck
Coolant pressure
pmax
–
4
bar
1)
Betauung des Moduls muss ausgeschlossen werden
Prevent moisture on the module.
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SPL E03N81S9
Dioden-Kennwerte (25 °C Kühlwassertemperatur)
Diode Characteristics (25 °C coolant temperature)
Parameter
Parameter
Symbol
Symbol
Werte
Values
Einheit
Unit
min.
typ.
max.
Popt
–
450
–
Optische Ausgangsleistung pro Laserbarren1) Pbar
Optical Output power per bar1)
–
150
–
Optische Ausgangsleistung1)
Optical output power1)
W
Emissonswellenlänge1) 2)
Emission wavelength1) 2)
λ
805
808
811
nm
Spektrale Breite (Halbwertsbreite)1)
Spectral width (FWHM)1)
Δλ
–
3
5
nm
Schwellstrom
Threshold current
Ith
–
17
21
A
Kennliniensteigung
Slope efficiency
ΔP/ΔΙ
3.0
3.3
3.6
W/A
Kennliniensteigung pro Laserbarren
Slope efficiency per bar
ΔP/ΔΙ
1.0
1.1
1.2
Betriebsstrom1)
Operating current1)
Iop
–
153
170
A
Betriebsspannung1) 3)
Operating voltage1) 3)
Vop
5.1
5.4
6.0
V
Konversionseffizienz (elektrisch zu optisch)1)
Conversion efficiency (electrical to optical)1)
ηcon
48
52
–
%
Temperaturkoeffizient der Wellenlänge1) 2)
Temperature coefficient of wavelength1) 2)
Δλ/ΔT
–
0.25
0.31
nm/K
Strahldivergenz senkrecht (Vollwinkel,1/e2)
Beam divergence fast axis (full angle,1/e2)
θ⊥
–
65
70
deg
Strahldivergenz parallel (Vollwinkel,1/e2)
Beam divergence slow axis (full angle,1/e2)
θ||
–
8
10
deg
TE Polarisation
TE Polarization
PTE
90
–
–
%
Thermischer Widerstand
(pn-Übergang - Kühlwasser)
Thermal resistance (junction to coolant)
Rth
–
0.3
–
K/W
–
1.6
–
Abstand der Laserbarren
Bar-to-bar distance
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SPL E03N81S9
Dioden-Kennwerte (25 °C Kühlwassertemperatur) (cont’d)
Diode Characteristics (25 °C coolant temperature) (cont’d)
Parameter
Parameter
Symbol
Symbol
Werte
Values
Einheit
Unit
min.
typ.
max.
Strahlabmessungen am optischen Austritt
Beam dimensions at optical output
hxw
–
3.3 x 10
–
mm2
Spezifischer Widerstand (Kühlwasser)
Coolant electrical resistivity
ρ
125
250
333
kΩcm
10
30
µm
Partikelfilter
Particle filter
Durchflussmenge (Kühlwasser)4)
Coolant flow rate4)
Δv/Δt
0.9
1.1
1.2
l/min
Druckabfall (Kühlwasser)4)
Coolant pressure drop4)
Δp
–
1.5
2.0
bar
1)
Werte beziehen sich auf die Standardbetriebsbedingung 450 W qcw Ausgangsleistung, 200 µs pulse width, 20%
duty cycle, 25°C Kühlwassertemperatur und 1,1 l/min Kühlwasser-Durchflussmenge.
Values refer to standard operating conditions of 450 W qcw output power, 200 µs pulse width, 20% duty cycle,
25°C coolant temperature and 1.1 l/min coolant flow rate.
2)
Die zentrale Emissionswellenlänge muss beim spezifizierten Strom kontrolliert werden. Liegt die Wellenlänge
höher als im Testprotokoll spezifiziert, so weist dies auf einen schlechten thermischen Kontakt und eine thermische
Überlastung der Laserdiode hin. Bevor der Laserbetrieb weitergeführt wird, muss der thermische Kontakt
verbessert werden. Die zentrale Emissionswellenlänge schiebt mit 0,3 nm/K.
Check the emission wavelength at the specified current. A much longer wavelength than specified in the test
protocol indicates inefficient or inadequate cooling and thermal overload of the diode laser. Then the cooling has
to be improved before continuing laser operation. The emission wavelength shifts with 0.25 nm/K.
3)
Das Anlegen einer Spannung in Sperrrichtung der Laserdiode muss ausgeschlossen werden.
Reverse voltage has to be excluded.
4)
Die Lebensdauer der wassergekühlten Hochleistungs-Diodenlaser wird maßgeblich von der Qualität des
Kühlwassers beeinflusst. Durchfluss, Druck, Leitwert (Reinheit) und Temperatur des Kühlwassers müssen
angemessen definiert sein. Es darf nur entionisiertes Wasser verwendet werden.
An essential criterion for the lifetime of actively cooled high-power diode lasers is defined in using the right cooling
water. Water flow, dynamic pressure, conductivity (purity), temperature and water particle filter must be defined
properly. As coolant de-ionized (DI-) water has to be used.
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SPL E03N81S9
Optische Kennwerte (qcw, 200 µs, 20%, 25°C Kühlwassertemperatur)
Optical Characteristics (qcw, 200 µs, 20%, 25°C coolant temperature)
Optical power Popt vs. current I
OHW03426
540
W
Popt
450
360
270
180
90
0
0
30
60
90
120 150 A 180
I
Optical Spectrum @ 180 W
OHW03959
120
I rel %
100
80
60
40
20
0
780
790
800
810
nm 830
λ
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SPL E03N81S9
Maßzeichnung
Package Outlines
M3 (0.118) x 4 (0.157)
2 x (PL)
36 (1.417)
20.7 (0.815)
O-Ring
5 x 1 (0.039)
2 x (PL)
2 (0.079)
4 (0.157)
5.4 (0.213)
12.1 (0.476)
10.8 (0.425)
10 (0.394)
+
20 (0.787)
-
p-contact
M3 (0.118) x 4 (0.157)
42 (1.654)
n-contact
M3 (0.118) x 4 (0.157)
GDOY7031
Maße in mm (Zoll) / Dimensions in mm (inch).
Allgemeintoleranz / General Tolerance: +/- 0.14 mm (0.005 inch)
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SPL E03N81S9
Published by
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Wernerwerkstrasse 2, D-93049 Regensburg
www.osram-os.com
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material that is returned to us unsorted or which we are not obliged to accept, we shall have to invoice you for any costs
incurred.
Components used in life-support devices or systems must be expressly authorized for such purpose! Critical
components 1 , may only be used in life-support devices or systems 2 with the express written approval of OSRAM OS.
1
A critical component is a component usedin a life-support device or system whose failure can reasonably be expected
to cause the failure of that life-support device or system, or to affect its safety or effectiveness of that device or system.
2
Life support devices or systems are intended (a) to be implanted in the human body, or (b) to support and/or maintain
and sustain human life. If they fail, it is reasonable to assume that the health of the user may be endangered.
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