Преглед на развојот на ласерскиот полупроводник со голема моќност дел еден дел

Преглед на голема моќностПолупроводнички ласерРазвојниот дел еден

Бидејќи ефикасноста и моќта продолжуваат да се подобруваат, ласерските диоди (Возач на ласерски диоди) ќе продолжи да ги заменува традиционалните технологии, а со тоа да го менува начинот на кој се прават работите и овозможуваат развој на нови работи. Разбирањето на значителните подобрувања во полупроводничките ласери со голема моќност е исто така ограничено. Конверзијата на електроните во ласери преку полупроводници за прв пат беше демонстрирана во 1962 година, а следеа широк спектар на комплементарни достигнувања кои предизвикаа огромни достигнувања во конверзијата на електроните во ласери со висока продуктивност. Овие достигнувања поддржаа важни апликации од оптичко складирање до оптичко вмрежување до широк спектар на индустриски полиња.

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

Слика 1: Споредба на осветленост и закон на Мур со висока моќност полупроводнички ласери

Диода пумпа со цврста состојба на диоди иласери со влакна

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

Иако полупроводничките ласери обезбедуваат ефикасна, мала и ниска цена на ласерска енергија, тие исто така имаат две клучни ограничувања: тие не чуваат 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 диода.
Во доцните 1980-ти, употребата на полупроводнички ласери за пумпање ласери со цврста состојба започна да добива значителен комерцијален интерес. Ласерите со цврста состојба со диода (DPSSL) драматично ја намалуваат големината и сложеноста на системите за термичко управување (првенствено ладилници за циклуси) и добиваат модули, кои историски користеле ламби за ласерски кристали со цврста состојба.

Брановата должина на полупроводничкиот ласер е избрана врз основа на преклопување на карактеристиките на спектралната апсорпција со медиум за добивка на ласерот со цврста состојба, што може значително да го намали термичкото оптоварување во споредба со широкопојасниот спектар на емисија на ламбата на лакот. Со оглед на популарноста на ласерите со неодимиум-допие кои испуштаат бранова должина од 1064nm, полупроводничкиот ласер од 808nm стана најпродуктивен производ во производството на полупроводници повеќе од 20 години.

Подобрената ефикасност на пумпање на диоди на втората генерација беше овозможена со зголемената осветленост на мулти-режимот полупроводнички ласери и можноста за стабилизирање на тесните ширина на емисијата со употреба на решетки за најголемиот дел од Браг (VBGS) во средината на 2000-тите. Слабите и тесните карактеристики на спектралната апсорпција на околу 880nm предизвикаа голем интерес за спектрално стабилни диоди на пумпа за осветленост. Овие ласери со повисоки перформанси овозможуваат да се пумпа неодимиум директно на горниот ласерско ниво од 4F3/2, намалување на квантните дефицити и со тоа подобрување на екстракција на фундаментален режим со поголема просечна моќност, што инаку би било ограничено со термички леќи.

До почетокот на втората деценија на овој век, бевме сведоци на значително зголемување на моќноста на ласерите со еден трансверс 1064NM, како и нивните ласери за конверзија на фреквенција кои работат во видливи и ултравиолетови бранови должини. Со оглед на долгиот животен век на горниот енергетски живот на ND: YAG и ND: YVO4, овие операции со вклучување на DPSSL Q обезбедуваат висока енергија на пулсот и врвна моќност, што ги прави идеални за обработка на аблативни материјали и апликации за микромахинирање со висока прецизност.