Победители конкурса Лазерной ассоциации 2016 на лучшую отечественную разработку. Номинация «Источники лазерного излучения и системы управления лазерным лучом»

Нвости партнеров Комментариев к записи Победители конкурса Лазерной ассоциации 2016 на лучшую отечественную разработку. Номинация «Источники лазерного излучения и системы управления лазерным лучом» нет

Высокоэффективный всепогодный малогабаритный излучатель с полупроводниковой накачкой на кристалле АИГ:Nd3+, выполненный на отечественной элементной базе
АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф.Стельмаха», г.Москва − диплом I степени

Высокоэффективный всепогодный малогабаритный излучатель с полупроводниковой накачкой на кристалле АИГ:Nd3+, выполненный на отечественной элементной базе По мере развития науки и техники все более востребованными становятся компактные
источники лазерного излучения на основе твердотельных лазеров.
Возможность уменьшения размеров при сохранении энергетических характеристик, в первую очередь, требует повышения эффективности работы таких излучателей.
Радикально уменьшить массо-габаритные параметры твердотельных лазерных излучателей, а также снизить их энергопотребление по сравнению с существующими аналогами позволяет переход от традиционно используемой ламповой накачки активной среды к накачке излучением лазерных диодов. КПД современных лазерных диодов составляет 40-50%, а ширина
спектра излучения порядка 3 нм позволяет осуществлять накачку селективно в полосу поглощения активной среды, что существенно повышает КПД лазерного излучателя в целом.
В АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф.Стельмаха» проводится работа по освоению полупроводниковой накачки применительно к созданию малогабаритных твердотельных лазеров. Предложенные технические решения по системе накачки и оригинальная конструкция оптической схемы позволили обеспечить работу излучателя в широком диапазоне температуры без темостабилизации длины волны накачки. По совокупности эксплуатационных характеристик разработка значительно превосходит все известные на данный момент образцы.
Практическая реализация оригинальных технических решений позволила создать лазерный излучатель со следующими характеристиками:
Длина волны излучения…………… 1,06 мкм
Энергия излучения…………………. 70 мДж
Длительность импульса излучения (по ур. 0,5 ампл.)…………………..… 10 нс
Рабочий диапазон температуры… (-50)-(+50)С
Частота импульсов излучения…… 20 Гц
Размер поля излучения на выходе 5х5 мм
Расходимость……………………..…. 6х6 мрад
Масса…………………………………… 320 г
Габаритные размеры (ш*в*д)……. 60х34х112 мм

Основными потребителями разработки являются производители лазерных информационных систем и оптико-электронных комплексов.
В.Н.Быков, А.И.Данилов, М.А.Ладугин, А.В.Лобинцов, В.А.Прядеин, А.Г.Садовой, С.М.Сапожников, В.А.Симаков, А.И.Текутов, А.В.Шестаков, АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф.Стельмаха»», г.Москва

Диодный лазерный модуль с волоконно-оптическим выводом ЛЛД-150

ООО «НПП «Инжект», г.Саратов – диплом II степени

Развитие новых видов лазерных систем требует повышения эффективности и надежности систем накачки. Основной современной тенденцией является использование во вновь разрабатываемых лазерах диодных (ЛД) модулей накачки. В целях обеспечения расширения технологических возможностей при создании передовых лазерных систем и импортозамещения в ООО «НПП «Инжект» был разработан и серийно выпускается диодный лазерный модуль с выводом излучения из корпуса через многомодовый волоконно-оптический световод (рис.1). Основные параметры и характеристики модуля приведены в табл.1.
В конструкции диодного модуля ЛЛД-150 использованы 4 ЛД-линейки оригинальной конструкции, изготовленные в ООО «НПП «Инжект» из выращенных методом газофазной эпитаксии гетероэпитаксиальных структур на основе GaAs/InGaAsP с наноразмерными слоями. Коллимирование оптического излучения при помощи асферических оптических элементов обеспечивает ввод излучения в многомодовый световод через оптический адаптер типа SMA – 905, установленный на стенке корпуса модуля. При производстве диодного модуля ЛЛД-150 используются только отечественные компоненты.
На рис.2 представлены ватт-амперная и вольт-амперная характеристики, а на рис.3 − спектр излучения диодного модуля ЛЛД-150.
Диодные модули ЛЛД-150 могут быть изгоим. М.Ф.Стельмаха»», г.Москва высокой оптической плотностью мощности; лазерные медицинские приборы; оптические приборы и аппаратура для научных исследований.
Аналогичным зарубежным диодным лазерным модулем является модель JOLD-140-CAXF-6A (Design 211615226), выпускаемая фирмой JENOPTIK Laser GmbH.
Резюмируя: разработанный диодный лазерный модуль ЛЛД-150 имеет широкие перспективы применений в различных областях техники, народного хозяйства и обеспечивает импортозамещение.
Г.Т.Микаелян, В.А.Панарин, С.Н.Соколов, ООО «НПП «Инжект», Саратов

Разработка линейки драйверов питания лазерных диодов (ЛД) SF6XXX

ООО «Федал», г. Санкт-Петербург – диплом III степени

Согласно опубликованному MarketsandMarkets исследовательскому отчету к 2020 году общая доля рынка лазерных диодов ожидается на уровне 11,94 млрд долл. со средним годовым темпом роста около 13,0% в период между 2015 и 2020 годами. Рост объёмов продаж ЛД отмечается в таких сферах, как передача данных и оптические запоминающие устройства, промышленность, медицина, военные применения, приборостроение и др.
Сложившаяся тенденция на рынке обуславливает необходимость обеспечения, в первую очередь, потребностей производителей лазерных систем, а не научных лабораторий. Диаграмма Laser Focus World 2011 (рис.1), в которой лазеры разбиты по применениям, отдает сфере научных исследований и разработок только 5% общего рынка лазерного оборудования.

В обновленном отчете журнала за 2015 год приблизительно то же соотношение. Безусловно, доля научных исследований и ВПК выросла по сравнению с 2011 годом, но это происходит не за счет изменения тенденций рынка, а за счет появления нескольких крупных оборонных проектов, таких как Common Infrared Countermeasure (CIRCM) program, в которой принимает участие компания Northrop Grumman.
ООО «ФЕДАЛ» более десяти лет специализируется на разработке и производстве лазерной электроники. Для этого компания располагает квалифицированными специалистами, работающими с современной элементной базой силовой электроники, а также оснащенным современным оборудованием собственным производством, расположенным в Санкт-Петербурге. Нашими клиентами являются крупнейшие российские институты и предприятия, такие как ОАО «ЛОМО», ФКП «Радуга», ОАО «ЗРТО», ООО НПП «ВОЛО», ЗАО «Полупроводниковые приборы», Институт прикладной механики РАН, ЗАО «Электрозонд», ФГУП «НПО Радиевый институт им. В.Г.Хлопина», ООО «Ленспецавтоматика», Институт прикладной физики РАН, ОАО «ГОИ Вавилова».
Но достаточно серьёзное отличие внутреннего российского рынка от международного поставило перед компанией первоочередную задачу: необходимость компактного встраиваемого решения для производителей твердотельных лазерных систем для промышленности, медицины и бортовых применений.
Основные технические характеристики разработки, её принципиальные отличия от имеющихся аналогов Драйверы линейки SF6XXX (рис.2) предназначены для питания диодов и диодных стеков.
Основными требованиями к ним являются компактность, простота интеграции, надежность и высокий КПД.
Повышенные требования к компактности и надёжности потребовали перехода к современным схемотехническим решениям с частотами преобразований от 0,5 до 2 МГц, что позволило уменьшить габариты фильтрующих элементов и применить новые подходы в алгоритмах управления драйверами.
За счет применения многослойных печатных плат удалось существенно увеличить плотность компоновки и уменьшить паразитные взаимовлияния элементов схемы, что способствовало повышению стабильности в работе изделия и оптимизации теплового режима за счет равномерного распределения тепла по всему объему изделия. При проектировании линейки диодных драйверов был применен тепловой расчет изделия для получения оптимального отвода тепла. Это решение принципиально важно для изделий с высокой плотностью мощности.
Применение алюминиевого основания для отвода тепла позволяет легко осуществить монтаж драйвера на радиатор с воздушным охлаждением, плиту водяного охлаждения или на стенку теплоемкого корпуса изделия и обеспечить стабильный и надежный теплосъем.
В линейку драйверов входят импульсные (QCW, Pulse) (SF6015, SF6045) и непрерывные модели (CW) (SF6035, SF6070, SF6100), их технические характеристики приведены в табл.1
При разработке импульсных (QCW) драйверов использовался принцип частичного разряда емкостного накопителя энергии, хорошо зарекомендовавший себя в источниках питания серии SF3XX.
В случае непрерывных драйверов учитыва-лись потребности контрольной группы заказчиков, в результате чего были предложены решения для повышения унификации. Драйвер обладает как аналоговым, так и цифровым управлением и поддерживает протокол обмена командами RS232 в двух форматах (шестнадцатеричном и текстовом). В ближайшее время компания планирует разработать библиотеку SDK. В комплекте поставки предоставляется программа, разработанная в среде LabVIEW.
Драйвер позволяет использовать широкий диапазон входных напряжений.
Собственные технологические решения позволили добиться высокой плотности мощности − 9 Вт на 1 куб. сантиметр (3 Вт оптических).
Драйвера обеспечивают безопасную и долговечную работу лазерного диода. Пульсации тока не превышают 0,2%, что предотвращает преждевременную деградацию гетероструктур лазерных диодов. Реализован мягкий запуск, который обеспечивает гарантированное отсутствие перерегулирования и малый dI/dt. Выбранная скорость нарастания тока исключает локальный перегрев внутри кристалла лазерного диода, что существенно продлевает их срок службы и стабильность излучения.
Ряд встроенных защит обеспечивает безопасность ЛД. Обратный диод защищает нагрузку от возникновения обратного тока и исключает возникновение обратного напряжения на выходе драйвера. Встроенная защита по току обеспечивает безопасную работу ЛД в допустимой для него области токов. При срабатывании защиты по току генерация прекращается, а выходные клеммы шунтируются.
Защитное шунтирование выходных клемм позволяет обезопасить нагрузку даже в случае выхода из строя компонентов драйвера. Двухпороговая защита по температуре помогает защитить схемы драйвера от выхода из строя при недостаточном охлаждении. При достижении первого температурного порога подается сигнал и выставляется флаг, предупреждающий о наличии перегрева. При достижении температурой второго порога срабатывает защита и драйвер отключается.
Соотношение с зарубежными аналогами иллюстрирует табл.2.
Анонс линейки драйверов питания ЛД SF6XXX произошел 22 июня 2015 года в рамках выставки Laser World of Photonics 2015 (Мюнхен), вывод линейки на рынок − 12 ноября 2015 года в рамках выставки OVC EXPO 2015 (Ухань). Для продвижения на рынок SF6XXX была и будет представлена на крупнейших российских и международных выставках − «ФОТОНИКА 2016» (Москва), «ОПТИКА ЛАЗЕРОВ 2016» (Санкт-Петербург), «Российский промышленник 2016» (Санкт-Петербург), «Spie Photonics West 2016» (Калифорния), «OVC EXPO 2016» (Ухань).
На 2016 год планируется продать не менее трехсот драйверов питания ЛД линейки SF6XXX (прогноз спроса на SF6XXX был сделан на основе предварительных соглашений и запросов, сделанных компании в 2015 году).
А.О.Темников, И.Ю.Житенев, А.Л.Верховцев, А.В.Прилуцкий, А.Р.Гайосоде лос Сантос, З.С.Павлова, А.В.Федоров, ООО «Федал», С.Петербург

Источник: http://bibl.laser.nsc.ru/download/laser-inform/578all-1.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top