A nagy teljesítmény áttekintésefélvezető lézerfejlesztési első rész
Ahogy a hatékonyság és az energia tovább javul, a lézeres diódák (lézerdiódák vezetője) továbbra is felváltja a hagyományos technológiákat, ezáltal megváltoztatja a dolgok készítésének módját, és lehetővé teszi az új dolgok fejlesztését. A nagy teljesítményű félvezető lézerek jelentős javulásainak megértése szintén korlátozott. Az elektronok lézerekké történő átalakítását félvezetőkön keresztül először 1962-ben mutatták be, és a kiegészítő fejlemények széles skálája követte, amelyek óriási előrelépéseket eredményeztek az elektronok nagy termelékenységű lézerekké történő átalakításában. Ezek az előlegek támogatták az optikai tárolástól az optikai hálózatépítésig, az ipari mezők széles skálájáig.
Ezen előlegek áttekintése és kumulatív előrehaladása rávilágít a gazdasági számos területén még nagyobb és átfogó hatások lehetőségére. Valójában, a nagy teljesítményű félvezető lézerek folyamatos javulásával, alkalmazásmezője felgyorsítja a bővítést, és mély hatással lesz a gazdasági növekedésre.
1. ábra: A fényerő és a Moore nagy teljesítményű félvezető lézerek összehasonlítása
Dióda-szivattyú szilárdtest lézerek ésszálas lézerek
A nagy teljesítményű félvezető lézerekben elért haladás a downstream lézer-technológia fejlesztéséhez is vezetett, ahol a félvezető lézereket általában a (szivattyú) dopped kristályok (dióda-szivattyúzott szilárdtest-lézerek) vagy adalékolt szálak (szálas lézerek) izgatására használják.
Noha a félvezető lézerek hatékony, kicsi és olcsó lézerenergiát biztosítanak, két kulcsfontosságú korlátozással is rendelkeznek: nem tárolják az energiát, és fényességük korlátozott. Alapvetően sok alkalmazásnak két hasznos lézert igényel; Az egyiket arra használják, hogy az elektromosságot lézerkibocsátássá alakítsák, a másikat a kibocsátás fényerejének fokozására használják.
Dióda-szivattyú szilárdtest lézerek.
Az 1980-as évek végén a félvezető lézerek használata a szilárdtest lézerek szivattyúzásához jelentős kereskedelmi érdeklődést váltott ki. A diódaszivattyú szilárdtest lézerek (DPSSL) drasztikusan csökkentik a termálkezelő rendszerek (elsősorban ciklushűtők) méretét és összetettségét, és a szerelési modulok, amelyek történelmileg ív lámpákat használtak a szilárdtest lézerkristályok szivattyúzásához.
A félvezető lézer hullámhosszát a spektrális abszorpciós jellemzők átfedése alapján választják ki a szilárdtest lézer erősítő táptalajjával, amely jelentősen csökkentheti a hőterhelést az ív lámpa szélessávú emissziós spektrumához képest. Figyelembe véve a neodímium-adalékolt lézerek népszerűségét, amely 1064 nm-es hullámhosszot bocsát ki, a 808 nm-es félvezető lézer több mint 20 éve a félvezető lézer előállításának legtermékenyebb termékévé vált.
A második generáció jobb dióda pumpálási hatékonyságát a multi-módú félvezető lézerek megnövekedett fényereje és a keskeny emissziós vonalszélességek stabilizálásának képessége a 2000-es évek közepén ömlesztett Bragg-rácsok (VBGS) segítségével. A kb. 880 nm -es gyenge és keskeny spektrális abszorpciós jellemzők nagy érdeklődést váltottak ki a spektrálisan stabil magas fényerőszivattyú -diódák iránt. Ezek a magasabb teljesítményű lézerek lehetővé teszik a neodímium közvetlenül a 4F3/2 felső lézerszintjén történő pumpálását, csökkentve a kvantumhiányokat és ezáltal javítva az alapvető üzemmód -extrakciót magasabb átlagos teljesítmény mellett, amelyet egyébként a termikus lencsék korlátoznának.
A század második évtizedére a 1064nm-es lézerek egyátvitel módja, valamint a látható és ultraibolya hullámhosszon működő frekvenciakonverziós lézerek jelentős energiájának növekedése volt tanúja. Tekintettel az ND: YAG és ND: YVO4 hosszú felső energia élettartamára, ezek a DPSSL Q-kapcsolt műveletek nagy impulzus energiát és csúcsteljesítményt biztosítanak, ideálisak az ablatív anyagfeldolgozáshoz és a nagy pontosságú mikromagazító alkalmazásokhoz.
A postai idő: november 06-2023