Преглед на развој на полупроводнички ласерски дел прв

Преглед на висока моќностполупроводнички ласерразвојен дел прв

Како што ефикасноста и моќноста продолжуваат да се подобруваат, ласерските диоди(драјвер за ласерски диоди) ќе продолжи да ги заменува традиционалните технологии, а со тоа да го промени начинот на кој се прават работите и да овозможи развој на нови работи. Разбирањето на значителните подобрувања кај полупроводничките ласери со висока моќност е исто така ограничено. Конверзијата на електрони во ласери преку полупроводници за прв пат беше демонстрирана во 1962 година, а следеа широк спектар на комплементарни достигнувања кои доведоа до огромен напредок во конверзијата на електроните во ласери со висока продуктивност. Овие достигнувања поддржаа важни апликации од оптичко складирање до оптичко вмрежување до широк опсег на индустриски полиња.

Прегледот на овие достигнувања и нивниот кумулативен напредок го истакнува потенцијалот за уште поголемо и поприсутно влијание во многу области на економијата. Всушност, со континуираното подобрување на полупроводничките ласери со висока моќност, нивното поле на примена ќе го забрза проширувањето и ќе има големо влијание врз економскиот раст.

Слика 1: Споредба на осветленоста и Муровиот закон за полупроводнички ласери со висока моќност

Ласери со цврста состојба со диоди иласери со влакна

Напредокот во полупроводничките ласери со висока моќност, исто така, доведе до развој на низводно ласерска технологија, каде што полупроводничките ласери вообичаено се користат за возбудување (пумпање) допирани кристали (ласери со цврста состојба со диоди) или допирани влакна (ласери со влакна).

Иако полупроводничките ласери обезбедуваат ефикасна, мала и евтина ласерска енергија, тие исто така имаат две клучни ограничувања: не складираат енергија и нивната осветленост е ограничена. Во основа, многу апликации бараат два корисни ласери; Едниот се користи за претворање на електрична енергија во ласерска емисија, а другиот се користи за подобрување на осветленоста на таа емисија.

Ласери со цврста состојба со диоди.
Во доцните 1980-ти, употребата на полупроводнички ласери за пумпање ласери со цврста состојба почна да добива значителен комерцијален интерес. Ласерите со цврста состојба со диоди (DPSSL) драматично ја намалуваат големината и сложеноста на системите за термичко управување (првенствено циклусни ладилници) и добиваат модули, кои историски користеле лачни светилки за пумпање ласерски кристали во цврста состојба.

Брановата должина на полупроводничкиот ласер е избрана врз основа на преклопување на карактеристиките на спектрална апсорпција со медиумот за засилување на ласерот со цврста состојба, што може значително да го намали топлинското оптоварување во споредба со широкопојасниот емисиониот спектар на лачната ламба. Имајќи ја предвид популарноста на ласерите со допирање на неодимиум кои емитуваат бранова должина од 1064 nm, полупроводничкиот ласер од 808 nm стана најпродуктивниот производ во производството на полупроводнички ласери повеќе од 20 години.

Подобрената ефикасност на пумпање на диодите од втората генерација беше овозможена со зголемената осветленост на повеќемодни полупроводнички ласери и способноста да се стабилизираат тесните ширини на емисиите со користење на големи решетки на Браг (VBGS) во средината на 2000-тите. Слабите и тесни спектрални карактеристики на апсорпција од околу 880 nm предизвикаа голем интерес за спектрално стабилните диоди на пумпата со висока осветленост. Овие ласери со повисоки перформанси овозможуваат директно пумпање на неодимиум на горното ласерско ниво од 4F3/2, намалувајќи ги квантните дефицити и со тоа подобрување на екстракцијата на основниот режим при повисока просечна моќност, која инаку би била ограничена со термички леќи.

До почетокот на втората деценија на овој век, бевме сведоци на значително зголемување на моќноста на ласерите со еднопопречен режим од 1064 nm, како и нивните ласери за конверзија на фреквенција кои работат во видливите и ултравиолетовите бранови должини. Со оглед на долгиот век на горната енергија на Nd: YAG и Nd: YVO4, овие операции со DPSSL Q-прекинувач обезбедуваат висока пулсна енергија и врвна моќност, што ги прави идеални за обработка на аблативни материјали и апликации за микромашинска обработка со висока прецизност.