A nagy teljesítmény áttekintésefélvezető lézerFejlesztési második rész
Rostos lézer.
A szálas lézerek költséghatékony módon biztosítják a nagy teljesítményű félvezető lézerek fényerejének átalakítását. Noha a hullámhosszú multiplexelés optika a viszonylag alacsony fényességű félvezető lézereket világosabbá alakíthatja, ez a megnövekedett spektrális szélesség és a fotomechanikai komplexitás költségeire kerül. A szálas lézerek különösen hatékonynak bizonyultak a fényerő -átalakításban.
Az 1990-es években bevezetett kettős borítású szálak, a multimódusú burkolat által körülvett egy üzemmódú mag felhasználásával, hatékonyan bevezethetik a magasabb teljesítményű, alacsonyabb költségű multimódusú félvezető szivattyú lézereket a rostba, így gazdaságosabb módszert teremtenek a nagy teljesítményű félvezető lézerek világításához fényesebb fényforrásokká. A Ytterbium-adalékolt (YB) szálak esetében a szivattyú egy széles abszorpciós sávot izgat, amelynek középpontjában 915 nm volt, vagy egy keskenyebb abszorpciós sáv 976 nm közelében. Ahogy a szivattyúzási hullámhossz megközelíti a szál lézer lasing hullámhosszát, az úgynevezett kvantumhiány csökken, maximalizálva a hatékonyságot és minimalizálva a hulladékhő mennyiségét, amelyet el kell osztani.
Szálas lézerekés a diódaszpumpált szilárdtest-lézerek mindkettő a fényerő növekedésére támaszkodikdióda lézer- Általánosságban, mivel a dióda lézerek fényereje tovább javul, a szivattyúzott lézerek ereje is növekszik. A félvezető lézerek fényerejének javítása inkább elősegíti a hatékonyabb fényerő -átalakulást.
Ahogy elvárjuk, a térbeli és a spektrális fényerőre lesz szükség a jövőbeni rendszerekhez, amelyek lehetővé teszik az alacsony kvantumhiányos szivattyúzást a keskeny abszorpciós tulajdonságokhoz a szilárdtest lézerekben, valamint a sűrű hullámhossz-újrafelhasználási sémákat a közvetlen félvezető lézer alkalmazásokhoz.
2. ábra: A nagy teljesítmény fokozott fényerejefélvezető lézerekLehetővé teszi az alkalmazások kibővítését
Piac és alkalmazás
A nagy teljesítményű félvezető lézerekben elért haladás sok fontos alkalmazást tett lehetővé. Mivel a nagy teljesítményű félvezető lézerek fényerejének költsége exponenciálisan csökkent, ezek a lézerek mind a régi technológiákat helyettesítik, és lehetővé teszik az új termékkategóriákat.
Mivel a költségek és a teljesítmény több mint tízszeresére javult minden évtizedben, a nagy teljesítményű félvezető lézerek váratlan módon megszakították a piacot. Noha nehéz pontossággal megjósolni a jövőbeli alkalmazásokat, az utóbbi három évtizedre is tanulságos, hogy elképzelje a következő évtized lehetőségeit (lásd a 2. ábrát).
Amikor Hall több mint 50 évvel ezelőtt bemutatta a félvezető lézereket, technológiai forradalmat indított. Mint Moore törvénye, senki sem tudta megjósolni a nagy teljesítményű félvezető lézerek ragyogó eredményeit, amelyeket különféle innovációk követtek.
A félvezető lézerek jövője
Nincsenek olyan alapvető fizikai törvények, amelyek szabályozzák ezeket a fejlesztéseket, de a folyamatos technológiai fejlődés valószínűleg fenntartja ezt az exponenciális fejlődést a pompában. A félvezető lézerek továbbra is helyettesítik a hagyományos technológiákat, és tovább változtatják a dolgok készítésének módját. Ennél is fontosabb a gazdasági növekedés szempontjából, a nagy teljesítményű félvezető lézerek szintén megváltoztatják azt, amit meg lehet készíteni.
A postai idő: november 07-2023