Przegląd dużej mocylaser półprzewodnikowyczęść druga rozwoju
Laser światłowodowy.
Lasery światłowodowe zapewniają opłacalny sposób konwersji jasności laserów półprzewodnikowych dużej mocy.Chociaż optyka multipleksująca długość fali może przekształcić lasery półprzewodnikowe o stosunkowo niskiej jasności w jaśniejsze, dzieje się to kosztem zwiększonej szerokości widma i złożoności fotomechanicznej.Lasery światłowodowe okazały się szczególnie skuteczne w konwersji jasności.
Włókna podwójnie platerowane wprowadzone w latach 90. XX wieku, wykorzystujące rdzeń jednomodowy otoczony płaszczem wielomodowym, mogą skutecznie wprowadzać do światłowodu wielomodowe lasery pompujące o większej mocy i tańsze, tworząc bardziej ekonomiczny sposób konwersji laserów półprzewodnikowych dużej mocy na jaśniejsze źródła światła.W przypadku włókien domieszkowanych iterbem (Yb) pompa wzbudza szerokie pasmo absorpcji skupione wokół 915 nm lub węższe pasmo absorpcji w pobliżu 976 nm.Gdy długość fali pompowania zbliża się do długości fali lasera światłowodowego, tak zwany deficyt kwantowy zmniejsza się, maksymalizując wydajność i minimalizując ilość ciepła odpadowego, które należy rozproszyć.
Lasery światłowodowei lasery na ciele stałym pompowane diodą polegają na zwiększeniu jasnościlaser diodowy.Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem jasności laserów diodowych wzrasta również moc pompowanych przez nie laserów.Poprawa jasności laserów półprzewodnikowych zwykle sprzyja bardziej wydajnej konwersji jasności.
Zgodnie z oczekiwaniami jasność przestrzenna i widmowa będzie konieczna w przyszłych systemach, które umożliwią pompowanie przy niskim deficycie kwantowym dla wąskich cech absorpcji w laserach na ciele stałym, a także schematy ponownego wykorzystania gęstej długości fali do bezpośrednich zastosowań lasera półprzewodnikowego.
Rysunek 2: Zwiększona jasność przy dużej mocylasery półprzewodnikowepozwala na rozbudowę aplikacji
Rynek i zastosowanie
Postęp w laserach półprzewodnikowych dużej mocy umożliwił wiele ważnych zastosowań.Ponieważ koszt wata jasności w laserach półprzewodnikowych dużej mocy został wykładniczo obniżony, lasery te zastępują stare technologie i umożliwiają powstanie nowych kategorii produktów.
Ponieważ koszty i wydajność wzrastają ponad 10-krotnie co dziesięć lat, lasery półprzewodnikowe dużej mocy zakłócają rynek w nieoczekiwany sposób.Chociaż trudno jest precyzyjnie przewidzieć przyszłe zastosowania, pouczające jest także spojrzenie wstecz na ostatnie trzy dekady, aby wyobrazić sobie możliwości, jakie przyniesie następna dekada (patrz rysunek 2).
Kiedy ponad 50 lat temu Hall zademonstrował lasery półprzewodnikowe, zapoczątkował rewolucję technologiczną.Podobnie jak w przypadku prawa Moore'a, nikt nie mógł przewidzieć genialnych osiągnięć laserów półprzewodnikowych dużej mocy, które nastąpiły wraz z szeregiem różnych innowacji.
Przyszłość laserów półprzewodnikowych
Nie ma żadnych podstawowych praw fizyki rządzących tymi ulepszeniami, ale ciągły postęp technologiczny prawdopodobnie podtrzyma ten wykładniczy rozwój w świetności.Lasery półprzewodnikowe będą nadal zastępować tradycyjne technologie i jeszcze bardziej zmieniać sposób wytwarzania przedmiotów.Co ważniejsze dla wzrostu gospodarczego, lasery półprzewodnikowe dużej mocy zmienią także możliwości produkcji.
Czas publikacji: 7 listopada 2023 r