NUBM44 ist eine 445 nm, 6 W Laserdiode. Dies ist die derzeit leistungsstärkste blaue Laserdiode auf dem Markt. Im Vergleich dazu haben andere Laserdioden bei 445 nm und 450 nm eine geringere spezifizierte optische Leistung, wie z. B. die Osram PLTB450B (1,6 W) und PLPT9 450C (3,0 W). Beachten Sie, dass die NUBM44 auch als 450-nm-Laserdiode betrachtet wird, und die beiden Wellenlängen werden oft synonym verwendet, um sie zu beschreiben.

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Aufgrund ihrer einzigartigen Laserwellenlänge von 445 nm gibt es viele Anwendungen für die Nichia NUBM44-Laserdiode. Dazu gehören Gravur, RBG-Laser, Fluoreszenzlaser, Pumpen von Leuchtstoffen, Mikroskopie und Bildgebung, Optogenetik, Kunst und Architektur, Beleuchtung und Pumpen von Thulium-dotierten Fasern. Durch Pumpen von Leuchtstoff mit diesem 450-nm-Laser können beispielsweise breitbandige (weiße) Lichtquellen mit niedriger Dämpfung hergestellt werden. Dieser GaN-Laser eignet sich auch hervorragend für die Gravur von Laserköpfen, da die optische Leistung, die Leistungsdichte, die Betriebstemperatur und die Materialabsorption höher sind als bei einem typischen GaAs- oder_CO2-Laser. Außerdem ist der Preis für einen blauen Laser niedriger. Auch für 450 nm werden derzeit zahlreiche Anwendungen entwickelt.

Dieser 450-nm-Halbleiterlaser ist im Vergleich zu anderen Hochleistungslaserdioden relativ unempfindlich gegenüber einer erhöhten Erwärmung am P-N-Übergang. Dies ermöglicht eine Gehäusetemperatur (T-case) von 0-65 °C. Außerdem ermöglicht sie eine Lebensdauer (typ.) von 20 000 Stunden, einen kleineren Emitter (geringere Ätzbreite), eine höhere Stromdichte und eine höhere optische Leistung als jede andere verfügbare Multimode-Laserdiode. Die nahezu temperaturunabhängige Leistung ist vor allem auf eine neuartige blaue Laserdiodentechnologie zurückzuführen, die eine Galliumnitrid-Laserstruktur verwendet.

Im Vergleich zu Galliumnitrid (GaN)-Lasern vertragen Galliumarsenid-Bauelemente (Materialklassifizierung für rote und NIR-Halbleiterlaser) um 1-2 Größenordnungen geringere Leistungsdichten als GaN-Bauelemente. Diese Einschränkung wirkt sich in mehrfacher Hinsicht auf die Leistung von roten und NIR-Laserdioden aus. Die Leistung einer blauen Laserdiode ist 5× bis 10× höher als die eines roten oder NIR-Lasers. Auch der Wellenleiter ist in der Regel 10-mal kleiner, was die Fähigkeit des Lasers, kollimiert und fokussiert zu werden, erheblich verbessert. Außerdem kann der Laserchip bei einer blauen Diode viel kürzer sein, was zu einem niedrigeren Schwellenstrom führt. Obwohl der Gesamtwirkungsgrad eines Multimode-GaN-Laserchips niedriger ist als der seines GaAs-Gegenstücks, hat er viele bedeutende Vorteile, wie z. B. einen geringeren Bedarf an Temperaturkontrolle. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Halbleiter-Verstärkungsmedium hohe thermische Belastungen und Gradienten besser vertragen kann.

Die 6-W-Laserdiode NUBM44 von Nichia ist in einem kundenspezifischen TO-5-Gehäuse (9 mm) untergebracht, in das ein größerer Wärmespreizer für einen geringeren Wärmewiderstand integriert ist, was zu einer verbesserten Wärmeableitung führt. Erreicht wird dies durch eine Verschiebung der Position der Anoden- und Kathodenstifte um 1 mm, wo sie aus dem Boden des TO-Gehäuses herausragen. Ohne diese Entwicklungen wäre es nicht möglich, den blauen Laserchip in einem hermetisch verschlossenen 9-mm-TO-Gehäuse unterzubringen. Stattdessen wäre eine C-Montage erforderlich, bei der die freiliegende Facette aufgrund von Verunreinigungen möglicherweise ausfallen würde. Im Gegensatz dazu benötigen NIR- und rote Hochleistungsdiodenlaser in der Regel ein C-Mount-Gehäuse. Dies beeinträchtigt die einfache Handhabung, schränkt die Betriebstemperatur stark ein und erfordert eine Montage in einer Reinraumumgebung. Ein GaAs-Laser erfordert in der Regel auch die Integration eines TEC-Elements. Diese Faktoren führen dazu, dass die Abmessungen des Gehäuses und die Komplexität des Produkts, in dem sie verwendet werden, im Vergleich zum 9 mm TO-Gehäuse zunehmen.

Die NUBM44 ist der Nichia-Laserdiode NUBM47 ähnlich. Unsere Tests haben jedoch ergeben, dass die '44 einen höheren Wirkungsgrad und einen niedrigeren Schwellenwert als die '47 aufweist und eine ähnliche Lebensdauer hat. Beide haben eine Betriebsleistung von 6 W. Die Fähigkeit beider 450 nm 6 W-Laserdioden, fokussiert oder kollimiert zu werden, ist nahezu identisch. Aus diesen und weiteren Gründen ist die NUBM44 derzeit die beste Wahl für eine blaue Hochleistungslaserdiode.

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Technische Hinweise: Für einen zuverlässigen Betrieb bei voller Leistung sollte eine TO-Dosenhalterung mit geringem Wärmewiderstand ( < 1,5 °C/W) verwendet werden, da die Diode bei 6 W optischer Leistung etwa 12 W Wärme abgibt. Da die Fernfelddivergenz an der schnellen Achse typischerweise ~44° beträgt, sollte die Diode mit einer Kollimationslinse mit hohem NA (NA > 0,50) kombiniert werden; optional kann ein Zylinderlinsenpaar hinzugefügt werden, um die Divergenz an der langsamen Achse zu verringern, wenn eine engere Kollimation erforderlich ist. Diese Methoden maximieren die gesammelte Leistung und die Stabilität über den T-Gehäusebereich von 0-65 °C.