Oversikt over utvikling av høyeffekts halvlederlaser 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, 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, ved bruk av en enkeltmoduskjerne omgitt av multimoduskledning, kan effektivt introdusere høyeffekts, rimeligere multimodus halvlederpumpelasere i fiberen, og skape en mer økonomisk måte å konvertere høyeffekthalvlederlasere inn i lysere lyskilder. For ytterbium-dopet (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 spres.

Fiberlasereog diodepumpede solid-state lasere er begge avhengige av økningen i lysstyrken tildiode laser. Generelt, ettersom lysstyrken til diodelasere fortsetter å forbedres, øker også kraften 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 pumping med lavt kvanteunderskudd for smale absorpsjonsfunksjoner i solid-state lasere, samt tette bølgelengde gjenbruksskjemaer for direkte halvlederlaserapplikasjoner.

Figur 2: Økt lysstyrke med høy effekthalvlederlaseregjør at applikasjoner kan utvides

Marked og applikasjon

Fremskritt innen halvlederlasere med høy effekt har gjort mange viktige bruksområder mulig. Siden kostnaden per lysstyrkewatt for halvlederlasere med høy effekt har blitt redusert eksponentielt, erstatter disse laserne både gamle teknologier og muliggjør nye produktkategorier.

Med kostnad og ytelse som forbedres mer enn 10 ganger hvert tiår, har høyeffekts halvlederlasere forstyrret markedet på uventede måter. Selv om det er vanskelig å forutsi fremtidige anvendelser med presisjon, er det også lærerikt å se tilbake over de siste tre tiårene for å forestille seg mulighetene for det neste tiåret (se figur 2).

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

Fremtiden til halvlederlasere
Det er 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, høyeffekts halvlederlasere vil også endre hva som kan lages.