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”. 2007-07-18 1 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. 2007-07-18 2 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 2007-07-18 3 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. 2007-07-18 4 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 2007-07-18 5 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) 2007-07-18 6 SPL E03N81S9 Published by OSRAM Opto Semiconductors GmbH Wernerwerkstrasse 2, D-93049 Regensburg www.osram-os.com © All Rights Reserved. The information describes the type of component and shall not be considered as assured characteristics. Terms of delivery and rights to change design reserved. Due to technical requirements components may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact our Sales Organization. Packing Please use the recycling operators known to you. We can also help you – get in touch with your nearest sales office. By agreement we will take packing material back, if it is sorted. You must bear the costs of transport. For packing 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. 2007-07-18 7