Przegląd dużej mocyLaser półprzewodnikowyRozwój część pierwsza
W miarę poprawy wydajności i mocy diody laserowe (Diody laserowe kierowca) Będzie nadal zastępować tradycyjne technologie, zmieniając w ten sposób sposób, w jaki rzeczy są tworzone i umożliwiając rozwój nowych rzeczy. Zrozumienie znaczącej poprawy laserów półprzewodników o dużej mocy jest również ograniczone. Konwersja elektronów do laserów za pośrednictwem półprzewodników została po raz pierwszy wykazana w 1962 r., A nastąpiła szeroka gama komplementarnych postępów, które zwiększyły ogromne postępy w konwersji elektronów do laserów o wysokiej produktywności. Postępy te wspierały ważne zastosowania, od pamięci optycznej po sieci optyczne po szeroki zakres pól przemysłowych.
Przegląd tych postępów i ich skumulowany postęp podkreśla potencjał jeszcze większego i bardziej wszechobecnego wpływu w wielu obszarach gospodarki. W rzeczywistości, przy ciągłym doskonaleniu laserów półprzewodników o dużej mocy, jego pole zastosowania przyspieszy ekspansję i będzie miał głęboki wpływ na wzrost gospodarczy.
Rycina 1: Porównanie Luminance i Moore's Law of High Power Semiconductor Lasers
Lasery stałego w diodie iLasery światłowodowe
Postępy w laserach półprzewodników o dużej mocy doprowadziły również do opracowania dalszej technologii laserowej, w której lasery półprzewodnikowe są zwykle stosowane do wzbudzenia (pompowych) kryształów domieszkowanych (lasery stałego w dieodach) lub włókien domieszkowanych (lasery światłowodowe).
Chociaż lasery półprzewodników zapewniają wydajną, małą i tanie energia laserowa, mają również dwa kluczowe ograniczenia: nie przechowują energii, a ich jasność jest ograniczona. Zasadniczo wiele aplikacji wymaga dwóch przydatnych laserów; Jeden służy do przekształcania energii elektrycznej w emisję laserową, a drugi służy do zwiększenia jasności tej emisji.
Lasery stałego w diodie.
Pod koniec lat osiemdziesiątych stosowanie laserów półprzewodników do pompowania laserów w stanie stałym zaczęło zyskiwać znaczne zainteresowanie handlowe. Lasery stałe w diodie (DPSSL) radykalnie zmniejszają rozmiar i złożoność systemów zarządzania termicznego (głównie chłodnicy cyklu) i modułów wzmocnienia, które historycznie używały lamp łukowych do pompowania kryształów laserowych w stanie stałym.
Długość fali lasera półprzewodnikowego jest wybierana na podstawie nakładania się charakterystyk absorpcji spektralnej ze średnim wzmocnionym laserem w stanie stałym, co może znacznie zmniejszyć obciążenie termiczne w porównaniu z widmem emisji szerokopasmowej lampy łukowej. Biorąc pod uwagę popularność laserów domieszkowanych neodymami emitującymi długość fali 1064 nm, laser półprzewodnikowy 808 nm staje się najbardziej produktywny produkt w produkcji laserowej półprzewodników od ponad 20 lat.
Ulepszona wydajność pompowania diod w drugiej generacji była możliwa dzięki zwiększonej jasności laserów półprzewodnikowych wielomodowych i zdolności do stabilizacji wąskich szerokości linii emisji przy użyciu Hasy Bragg Satu (VBGS) w połowie 2000 roku. Słabe i wąskie charakterystyki absorpcji spektralnej około 880 nm wzbudziły duże zainteresowanie stabilnymi spektralnie dużymi diodami pompy o wysokiej jasności. Te lasery o wyższej wydajności umożliwiają pompowanie neodymu bezpośrednio na górnym poziomie lasera 4F3/2, zmniejszając deficyty kwantowe, a tym samym poprawić ekstrakcję trybu podstawowego przy wyższej średniej mocy, która w przeciwnym razie byłaby ograniczona przez soczewki termiczne.
Do początku drugiej dekady tego stulecia obserwowaliśmy znaczny wzrost mocy laserów w trybie pojedynczym transmisji 1064 nm, a także laserów konwersji częstotliwości działających w długościach fali widzialnych i ultrafioletowych. Biorąc pod uwagę długi okres górnej energii ND: YAG i ND: YVO4, te operacje przełączane przez DPSSL Q zapewniają wysoką energię impulsową i moc szczytową, co czyni je idealnymi do przetwarzania materiału ablacyjnego i precyzyjnych zastosowań mikroobsji.
Czas postu: listopada 06-2023