Oversikt over utvikling av høyeffekts halvlederlasere del to

Oversikt over høy effekthalvlederlaserutvikling del to

Fiberlaser.
Fiberlasere gir en kostnadseffektiv måte å konvertere lysstyrken til høyeffekts halvlederlasere. Selv om bølgelengdemultipleksoptikk kan konvertere halvlederlasere med relativt lav lysstyrke til lysere lasere, kommer dette på bekostning av økt spektralbredde og fotomekanisk kompleksitet. Fiberlasere har vist seg å være spesielt effektive i lysstyrkekonvertering.

Dobbeltkledde fibre introdusert på 1990-tallet, med en enkeltmoduskjerne omgitt av multimoduskledning, kan effektivt introdusere kraftigere og rimeligere multimodus halvlederpumpelasere i fiberen, noe som skaper en mer økonomisk måte å konvertere kraftige halvlederlasere til lysere lyskilder. For ytterbiumdopede (Yb) fibre eksiterer pumpen et bredt absorpsjonsbånd sentrert ved 915 nm, eller et smalere absorpsjonsbånd nær 976 nm. Når pumpebølgelengden nærmer seg laserbølgelengden til fiberlaseren, reduseres det såkalte kvanteunderskuddet, noe som maksimerer effektiviteten og minimerer mengden spillvarme som må avgis.

Fiberlasereog diodepumpede faststofflasere er begge avhengige av økningen i lysstyrken tildiodelaserGenerelt sett, etter hvert som lysstyrken til diodelasere fortsetter å forbedres, øker også effekten til laserne de pumper. Lysstyrkeforbedringen til halvlederlasere har en tendens til å fremme mer effektiv lysstyrkekonvertering.

Som vi forventer, vil romlig og spektral lysstyrke være nødvendig for fremtidige systemer som vil muliggjøre lav kvanteunderskuddspumping for smale absorpsjonsfunksjoner i faststofflasere, samt ordninger for gjenbruk av tette bølgelengder for direkte halvlederlaserapplikasjoner.

Figur 2: Økt lysstyrke for høyeffektslamperhalvlederlaserelar applikasjoner utvides

Marked og anvendelse

Fremskritt innen høyeffekts halvlederlasere har muliggjort mange viktige bruksområder. Siden kostnaden per lysstyrkewatt for høyeffekts halvlederlasere har blitt redusert eksponentielt, erstatter disse laserne både gamle teknologier og muliggjør nye produktkategorier.

Med mer enn ti ganger bedre kostnader og ytelse hvert tiår, har høyeffekts halvlederlasere endret markedet på uventede måter. Selv om det er vanskelig å forutsi fremtidige bruksområder med presisjon, er det også lærerikt å se tilbake på de siste tre tiårene for å forestille seg mulighetene i det neste tiåret (se figur 2).

Da Hall demonstrerte halvlederlasere for over 50 år siden, lanserte han en teknologisk revolusjon. I likhet med Moores lov kunne ingen ha forutsett de strålende prestasjonene til høyeffekts halvlederlasere som fulgte med en rekke forskjellige innovasjoner.

Fremtiden for halvlederlasere
Det finnes ingen grunnleggende fysikklover som styrer disse forbedringene, men fortsatt teknologisk fremgang vil sannsynligvis opprettholde denne eksponentielle utviklingen i prakt. Halvlederlasere vil fortsette å erstatte tradisjonelle teknologier og vil ytterligere endre måten ting lages på. Enda viktigere for økonomisk vekst er det at høyeffekts halvlederlasere også vil endre hva som kan lages.