منبع نور ویشیبو SMD VCSEL 650nm: جایگزین لیزرهای بسته بندی شده TO و آغاز دوره جدیدی از برنامه های کاربردی لیزر کوچک

منبع نور ویشیبو SMD VCSEL 650nm: به طور کامل لیزر بسته بندی شده را جایگزین می کند و به عصر جدید برنامه های کاربردی لیزر کوچک تبدیل می شود

در حالی که صنایع از جمله سنجش صنعتی، مراقبت های بهداشتی پزشکی و الکترونیک مصرفی سرعت کوچک سازی و هوش را افزایش می دهند،دیود های لیزری سنتی با بسته بندی TO با تنگنایی هایی مانند اندازه بزرگ مواجه می شوند، مونتاژ پیچیده و دشواری ادغام بالا. منبع نور قرمز SMD VCSEL (لیزر تابش کننده سطح عمودی) 650nm، با بسته بندی SMD، نقطه نور دایره ای،مزایای ثبات بالا و تولید انبوه خودکار، به عنوان یک جایگزین نسل جدید برای لیزرهای بسته بندی شده TO متعارف در حال ظهور است.راه حل های کارآمدتر و کم هزینه تر.

I. چهار نقطه درد عمده از لیزرهای سنتی TO بسته بندی شده که باعث تکرار فناوری منبع نور می شوند

برای دهه ها، دیود های لیزری بسته بندی شده مانند TO56 و TO18 به لطف فرآیندهای بالغ در باند 650nm تسلط داشتند.معایب ذاتی آنها به سختی می تواند نیازهای طراحی محصولات مدرن را برآورده کند:

طراحی ساختاری محدود کننده از نظر اندازه

بسته بندی TO از یک ساختار استوانه ای تشکیل شده است که شامل یک پایه فلزی و یک کاپ شیشه ای است، با ارتفاعی که به طور کلی بیش از 5 میلی متر است.سوراخ های نصب و فضای تبعید گرما باید اختصاص داده شود.، که به شدت کوچک سازی محصول را محدود می کند.

مونتاژ دشوار و اتوماسیون کم

دستگاه های بسته بندی شده TO قطعات سوراخ است که با خطوط تولید SMT استاندارد ناسازگار هستند. کار دستی یا تجهیزات ویژه برای قرار دادن، جوشاندن و تراز نوری مورد نیاز است.که منجر به کاهش بهره وری تولید می شود، عدم ثبات و هزینه های بالای نیروی کار.

کیفیت ضعیف پرتو و هزینه بالای سیستم های نوری

لیزرهای معمولی که لبه ها را منتشر می کنند، لکه های نور بیضوی با زاویه های انحراف بزرگ و محور های سریع / آهسته نامتقارن را تولید می کنند.برای بدست آوردن نقاط نور قابل استفاده، سیستم های نوری پیچیده ای برای همبستگی و شکل دادن پرتو مورد نیاز است، که به طور قابل توجهی هزینه BOM و دشواری مونتاژ را افزایش می دهد.

ثبات موج ناکافی و سازگاری محدود با محیط زیست

لیزرهای پرتاب کننده لبه دارای یک ضریب دمای طول موج حدود 0.25 ~ 0.3nm / °C هستند. حرکت طول موج آشکار در شرایط دمای بالا و پایین رخ می دهد.که به طور مستقیم بر ثبات نتایج تشخیص دقیق و درمان پزشکی تاثیر می گذارد.

II. ویشیبو SMD VCSEL 650nm در مقابل لیزرهای بسته بندی شده TO: برتری همه جانبه در شش بعد

منبع نور ویشیبو SMD VCSEL 650nm نوآوری اساسی از اصل انتشار نور تا شکل بسته بندی را به دست می آورد،ارائه مزایای جایگزین جامع نسبت به لیزرهای بسته بندی شده TO در شاخص های کلیدی عملکرد و مهندسی:

表格

III. مشخصات اصلی الکتریکی، نوری و مکانیکی

ویشیبو مدل های استاندارد CW موج مستمر را با گزینه های بسته بندی متعدد از جمله بسته های SMD 2835 / 3030 / 3535 / 5050 ارائه می دهد.

IV. ارزش اصلی SMD ویشیبو VCSEL 650nm: تغییر رقابت محصول

1. کوچک سازی شدید برای آزاد کردن فضای طراحی محصولبا استفاده از بسته های SMD استاندارد (به عنوان مثال 2835، 3030، 3535) ، ارتفاع SMD تنها 1.2 ~ 1.5mm است. در مقایسه با بسته بندی TO56، ارتفاع محور Z بیش از 70٪ کاهش یافته است.می تواند به طور مستقیم بر روی سطوح PCB بدون لوازم ساختاری اضافی نصب شوداین ویژگی باعث کاهش حجم و وزن بیشتر برای کلاه های رشد موهای لیزر، دستگاه های زیبایی قابل حمل، مانیتورهای بهداشتی پوشیدنی، اسکنرهای بارکد کوچک و سایر محصولات می شود.بهبود تجربه کاربر.
2. سیستم های نوری ساده کننده نقطه نور دایره ای با کیفیت بالاVCSEL نور را عمودی به سطح تراشه تولید می کند و به طور طبیعی لکه های نور متماثل دایره ای با زاویه های انحراف کوچک و توزیع انرژی یکنواخت تولید می کند.پیچیدگی های پیچیده ی همبستگی محور سریع/باطل و ساختارهای شکل گیری پرتو غیر ضروری است.برای کاربردهای پزشکی و سنجش نور قرمز 650nm ،نقاط دایره ای یکنواخت توزیع انرژی سازگار را تضمین می کنند و اثرات درمان و دقت تشخیص را بهبود می بخشند.
3. ثبات طول موج بالا برای اطمینان از سازگاری عملکردVCSEL 650nm دارای یک ضریب دمای طول موج فقط ~ 0.07nm / ° C است که بسیار بالاتر از لیزرهای emitting edge است.طول موج به طور پایدار به باند هدف بسته می شود، اطمینان از عملکرد ثابت برای فوتوبیومودولاسیون، سنجش نوری و سایر برنامه ها و جلوگیری از نوسانات عملکرد ناشی از تغییرات دمای محیط.
4. مصرف انرژی پایین و کارایی بالا برای افزایش عمر باتریVCSEL دارای نرخ محدودی پایین تر و کارایی تبدیل الکترو- نوری بالاتر است که مصرف برق را در همان قدرت خروجی به طور قابل توجهی کاهش می دهد.به طور موثر زمان کار را افزایش می دهد در حالی که تولید گرما را کاهش می دهد و طراحی حرارتی را ساده می کند.
5. تولید انبوه خودکار برای کیفیت بهتر و تحویل بهترویشیبو SMD VCSEL فرآیندهای تولید نیمه هادی را در سطح وافرهای بالغ اتخاذ می کند. آزمایش و غربالگری کامل در مرحله وافره تکمیل می شود.و دستگاه های بسته بندی شده به طور مستقیم با خطوط SMT استاندارد برای نصب خودکار با سرعت بالا سازگار هستنداین کار به طور قابل توجهی کارایی تولید را افزایش می دهد، ثبات و قابلیت اطمینان محصولات انبوه را تضمین می کند و خطرات کیفیت ناشی از مونتاژ دستی را کاهش می دهد.
6. پیکربندی آرایه انعطاف پذیر برای گسترش مرز قدرتاگرچه یک تراشه VCSEL واحد قدرت میلی وات را تولید می کند، ادغام تراشه تراشه می تواند چندین نقطه تولید نور را در یک بسته ترکیب کند تا به طور انعطاف پذیر کل قدرت نوری را افزایش دهد.در مقایسه با طرح هایی که از لیزرهای متعدد TO استفاده می کنند، آرایه VCSEL ارائه می دهد تنظیم مرتب تر، نقاط نور یکنواخت تر و اثر کوچک تر، که برای برنامه های روشنایی منطقه بزرگ ایده آل است.

V. دستورالعمل های فرآیند بسته بندی، PCB و SMT

1. گزینه های چند بسته: ویشیبو بسته های SMD 2835، 3030، 3535 سرامیکی و 5050 آرایه را عرضه می کند. نسخه های واحد فرستنده یا چند دیافراگم آرایه قابل سفارشی سازی هستند.بسته های آرایه چند فرستنده را در یک خانه برای روشنایی یکنواخت منطقه بزرگ ادغام می کنند، مناسب برای کلاه های رشد مو و ماسک های درمان نور قرمز.
2. سازگاری SMT: سازگار با پروفایل های بازپرداخت بدون سرب استاندارد. نیازی به ورودی دستی یا برش سرب مانند لیزرهای TO-can نیست.جایگزینی کامل برای لیزرهای TO نیست، اثر PCB و مدار راننده نیاز به طراحی مجدد دارند.
3. مدیریت زیربنایی و حرارتی: بسته های سرامیکی از انتشار گرمای برتر برخوردار هستند. برای طرح های آرایه های متراکم، ردپای مس ضخیم و ویاس های حرارتی بر روی PCB برای کنترل دمای اتصال و جلوگیری از تخریب قدرت توصیه می شود.
4. طراحی نوری: پرتوی دایره ای بومی؛ لنز ساده برای همبستگی کافی است. نسخه یکپارچه میکرو لنز در صورت درخواست برای کاهش انحراف و قطع قطعات نوری BOM در دسترس است.

توصیه های طراحی راننده برای مهندسان

VCSEL یکدستگاه محرک جریان. درایور جریان ثابت اجباری است؛ منبع ولتاژ ثابت توصیه نمی شود. خروجی نوری با جریان رانندگی خطی متفاوت است. شروع نرم و محافظت از جریان بیش از حد پیشنهاد می شود.برای کار با پالس، به شدت محدوده اوج جریان و چرخه کار را برای جلوگیری از تخریب زودرس تراشه محدود کنید.ویشیبو محصولات را بر اساس طول موج و قدرت نوری برای عملکرد مداوم دسته و هزینه کالیبراسیون سیستم پایین تر مرتب می کند.

VII. اعتبار سنجی قابلیت اطمینان

• HTOL: 1000h @85°C
• چرخه ی دمای: -40°C +85°C
• THB: 85°C / 85%RH
• آزمایش لرزش و شوک (برای تجهیزات پوشیدنی و صنعتی)
• آزمون ESD برای الکترونیک مصرفی
• مطابق با RoHS، اعلامیه مواد در دسترس است

VIII. سناریوهای کاربردی اصلی در باند 650nm: زمان مناسب برای تعویض و ارتقاء

صنایع پزشکی و بهداشتی و زیبایی

نور قرمز 650nm در بین باند طلایی برای فوتوبیومودولاسیون قرار دارد که به طور گسترده در رشد مجدد موهای لیزر، زیبایی پوست، بهبود زخم، تسکین التهاب و سایر سناریوها استفاده می شود.نقطه دایره ای یکنواخت و تولید گرما کم ویشیبو SMD VCSEL اطمینان از تحویل انرژی به بافت های هدف بدون سوختگی بیش از حد محلیبسته SMD باریک به طور کامل به دستگاه های پوشیدنی و قابل حمل مانند کلاه های رشد مو، کمیسه های مو و ابزارهای زیبایی دستی، پشتیبانی از ارتقاء محصولات پزشکی خانگی، می رسد.

نظارت بر سلامت پوشیدنی

در بین باند های هوشمند، حلقه ها و ساعت ها، VCSEL 650nm باعث می شود که PPG photoplethysmography برای نظارت بر پارامترهای فیزیولوژیکی از جمله ضربان قلب، اکسیژن خون و وضعیت خواب.در مقایسه با راه حل های سنتی LED، VCSEL پرتوهای متمرکز تر، نسبت سیگنال به نویز بالاتر و داده های دقیق تر نظارت را ارائه می دهد. طراحی کم مصرف آن از نظارت مداوم 24 ساعته پشتیبانی می کند.و بسته SMD برای محصولات پوشیدنی فشرده مناسب است.

سنجش صنعتی و اسکن بارکد

برای سناریوهای صنعتی مانند اسکن بارکد 1D/2D، هدف گذاری موقعیت، سوئیچ های فوتو الکتریکی و بازرسی بصری،منبع نور ویشیبو SMD VCSEL 650nm نشانگر قرمز پایدار و نوردهی حسگر را فراهم می کندیک نقطه نور دایره ای که با نوری ساده جفت می شود می تواند خطوط هدف گذاری روشن یا سطوح نوردهی یکنواخت را تشکیل دهد. بسته SMD از طراحی سنسور کوچک پشتیبانی می کند،و تکنولوژی SMT توانایی تولید انبوه محصولات صنعتی را افزایش می دهد.

تحقیقات علمی و ابزار تحلیلی

برای ابزارهای دقیق در تجزیه و تحلیل طیف، تشخیص بیولوژیکی و آزمایش های نوری، 650nm VCSEL منابع نور منسجم با کیفیت بالا با عرض خط باریک را فراهم می کند.ثبات موج بالا و نرخ مدولاسیون بالابسته SMD ادغام در ماژول های نوری کوچک را تسهیل می کند و ابزارهای تحلیلی را به سمت کوچک سازی و قابل حمل می کند.

زمینه های کاربردی اضافی

1. تحریک بیوفلوورسانس: نور قرمز 650nm برای نوارهای آزمایش و تشخیص میکروفلوئیدیک؛ طیف باریک با فیلترهای نوری صدای محیط را سرکوب می کند.
2. هدف گیری بینایی ماشین: نقطه قرمز ثابت با حرکت نور کم برای ماژول های دید فشرده.
3. قفل هوشمند و اسکنر بارکد: ماژول های اسکن 1D / 2D باریک.
4. فوتوتراپی دامپزشکی: ترمیم پوست حیوانات خانگی و درمان ضد التهاب.

IX. سوالات عمومی

س1: آیا ویشیبو 650nm SMD VCSEL می تواند به طور مستقیم دیود های لیزری قرمز TO56 / TO18 را جایگزین کند؟

A: عملکرد نوری می تواند دیود لیزر قرمز TO56 / TO18 را جایگزین کند، امابا هم سازگاری ندارد. ردپای PCB، راننده و طرح حرارتی نیاز به طراحی مجدد دارند. نمونه های ارزیابی برای تایید نوری، SMT و قابلیت اطمینان در دسترس هستند.

سوال2: Weishibo VCSEL در مقایسه با LED های قرمز چه مزایایی دارد؟

A: VCSEL یک منبع لیزری با طیف باریک تر، همبستگی بهتر و انرژی متمرکز است. LED طیف گسترده و نور پراکنده دارد. برای نظارت بر سلامت PPG و دستگاه های رشد موVCSEL SNR بالاتر و نفوذ عمیق تر به بافت را با عملکرد پایدار ارائه می دهد.

س3: آیا می توانیم تعداد فرستنده ها، اندازه بسته و میکرو لنز را سفارشی کنیم؟

A: سفارشی سازی ODM در دسترس است: تعداد emitter، طرح آرایه، طراحی پد و میکرو لنز یکپارچه می تواند با توجه به نیازهای مکانیکی مشتری برای تولید انبوه توسعه یابد.

سوال 4: چگونه با ایمنی لیزر برخورد کنیم؟

A: نسخه استاندارد لیزر دیدنی با قدرت پایین کلاس 2 است. مشاهده مستقیم کوتاه مدت باعث آسیب دائمی چشم نمی شود.محصول نهایی باید ارزیابی کامل IEC60825 را تکمیل کرده و برچسب هشدار لیزر را نشان دهد..

X. نتیجه گیری: استفاده از فرصت های ارتقاء محصول در زمان انتقال فناوری

تغییر از بسته بندی TO به SMD VCSEL نه تنها نشان دهنده تغییر بسته بندی است، بلکه ارتقاء پارادایم منابع نور لیزر از "قطعات جداگانه" به "تجهیزات نیمه هادی استاندارد" است.با رشد مداوم تولید وافره و کاهش هزینه، Weishibo SMD VCSEL 650nm منبع نور دارای مزایای جایگزین در عملکرد، هزینه و قابلیت اطمینان است و تبدیل به راه حل مورد علاقه برای برنامه های لیزر نسل جدید شده است.

برای طرح های محصول که هنوز از لیزرهای بسته بندی شده TO استفاده می کنند، تغییر به SMD VCSEL امکان کوچک سازی محصول و ارتقاء عملکرد بالا را فراهم می کند.همچنین هزینه های کلی را از طریق تولید خودکار کاهش می دهد و مزایای متمایز در میان رقابت شدید بازار ایجاد می کندپنجره انتقال تکنولوژی برای کاربردهای نور قرمز 650nm باز شده است.شرکت های پیشرو در ارتقاء منابع نور، محصولات نسل بعدی را در مراقبت های بهداشتی پزشکی به دست خواهند آورد، الکترونیک مصرفی و سنجش صنعتی.