Oversikt over høy effekthalvlederlaserutvikling del én
Ettersom effektiviteten og kraften fortsetter å forbedres, vil laserdioder(driver for laserdioder) vil fortsette å erstatte tradisjonelle teknologier, og dermed endre måten ting lages på og muliggjøre utvikling av nye ting.Forståelsen av de betydelige forbedringene i høyeffekts halvlederlasere er også begrenset.Konverteringen av elektroner til lasere via halvledere ble først demonstrert i 1962, og en lang rekke komplementære fremskritt har fulgt som har drevet store fremskritt i konverteringen av elektroner til høyproduktive lasere.Disse fremskrittene har støttet viktige applikasjoner fra optisk lagring til optisk nettverk til et bredt spekter av industrielle felt.
En gjennomgang av disse fremskrittene og deres kumulative fremgang fremhever potensialet for enda større og mer gjennomgripende innvirkning på mange områder av økonomien.Faktisk, med den kontinuerlige forbedringen av høyeffekts halvlederlasere, vil bruksområdet akselerere ekspansjonen, og vil ha en dyp innvirkning på økonomisk vekst.
Figur 1: Sammenligning av luminans og Moores lov om høyeffekts halvlederlasere
Diodepumpede solid-state lasere ogfiberlasere
Fremskritt innen halvlederlasere med høy effekt har også ført til utviklingen av nedstrøms laserteknologi, der halvlederlasere vanligvis brukes til å eksitere (pumpe) dopede krystaller (diodepumpede solid-state lasere) eller dopede fibre (fiberlasere).
Selv om halvlederlasere gir effektiv, liten og rimelig laserenergi, har de også to viktige begrensninger: de lagrer ikke energi og lysstyrken er begrenset.I utgangspunktet krever mange applikasjoner to nyttige lasere;Den ene brukes til å konvertere elektrisitet til en laserstråling, og den andre brukes til å forbedre lysstyrken til den emisjonen.
Diodepumpede solid-state lasere.
På slutten av 1980-tallet begynte bruken av halvlederlasere for å pumpe solid-state lasere å få betydelig kommersiell interesse.Diodepumpede solid-state lasere (DPSSL) reduserer dramatisk størrelsen og kompleksiteten til termiske styringssystemer (primært sykluskjølere) og forsterkningsmoduler, som historisk sett har brukt lysbuelamper til å pumpe solid-state laserkrystaller.
Bølgelengden til halvlederlaseren velges basert på overlappingen av spektrale absorpsjonskarakteristikker med forsterkningsmediet til solid-state laseren, noe som kan redusere den termiske belastningen betydelig sammenlignet med bredbånds-emisjonsspekteret til lysbuelampen.Med tanke på populariteten til neodym-dopede lasere som sender ut 1064nm bølgelengde, har 808nm halvlederlaseren blitt det mest produktive produktet innen halvlederlaserproduksjon i mer enn 20 år.
Den forbedrede diodepumpeeffektiviteten til andre generasjon ble muliggjort av den økte lysstyrken til multi-modus halvlederlasere og muligheten til å stabilisere smale emisjonslinjebredder ved å bruke bulk Bragg-gitter (VBGS) på midten av 2000-tallet.De svake og smale spektrale absorpsjonsegenskapene på rundt 880nm har vakt stor interesse for spektralstabile pumpedioder med høy lysstyrke.Disse laserne med høyere ytelse gjør det mulig å pumpe neodym direkte på det øvre lasernivået på 4F3/2, og reduserer kvanteunderskudd og forbedrer derved fundamental modusutvinning ved høyere gjennomsnittseffekt, som ellers ville vært begrenset av termiske linser.
Ved det tidlige andre tiåret av dette århundret var vi vitne til en betydelig effektøkning i enkelt-tverrmodus 1064nm-lasere, så vel som deres frekvenskonverteringslasere som opererte i synlige og ultrafiolette bølgelengder.Gitt den lange øvre energilevetiden til Nd: YAG og Nd: YVO4, gir disse DPSSL Q-svitsjede operasjonene høy pulsenergi og toppeffekt, noe som gjør dem ideelle for ablativ materialbehandling og høypresisjonsmikromaskinering.
Innleggstid: Nov-06-2023