A nagy teljesítmény áttekintésefélvezető lézerfejlesztés első része
Ahogy a hatékonyság és a teljesítmény folyamatosan javul, a lézerdiódák (lézerdióda meghajtó) továbbra is felváltja a hagyományos technológiákat, ezáltal megváltoztatja a gyártás módját, és lehetővé teszi új dolgok kifejlesztését.A nagy teljesítményű félvezető lézerek jelentős fejlesztéseinek ismerete szintén korlátozott.Az elektronok lézerré történő átalakítását félvezetőkön keresztül először 1962-ben mutatták be, és számos egymást kiegészítő előrelépés követte, amelyek hatalmas előrelépést eredményeztek az elektronok nagy termelékenységű lézerekké történő átalakításában.Ezek a fejlesztések fontos alkalmazásokat támogattak az optikai adattárolástól az optikai hálózatokon át az ipari területek széles skálájáig.
Ezen előrelépések és halmozott fejlődésük áttekintése rávilágít a még nagyobb és áthatóbb hatás lehetőségére a gazdaság számos területén.Valójában a nagy teljesítményű félvezető lézerek folyamatos fejlesztésével alkalmazási területe felgyorsítja a terjeszkedést, és mélyreható hatással lesz a gazdasági növekedésre.
1. ábra: A fénysűrűség és a nagy teljesítményű félvezető lézerek Moore-törvényének összehasonlítása
Dióda pumpás szilárdtest lézerek ésszálas lézerek
A nagy teljesítményű félvezető lézerek fejlődése a downstream lézertechnológia fejlődéséhez is vezetett, ahol a félvezető lézereket jellemzően adalékolt kristályok (diódapumpás szilárdtestlézerek) vagy adalékolt szálak (szállézerek) gerjesztésére (pumpálására) használják.
Bár a félvezető lézerek hatékony, kicsi és olcsó lézerenergiát biztosítanak, két fő korlátjuk is van: nem tárolnak energiát, és korlátozott a fényerejük.Alapvetően sok alkalmazáshoz két hasznos lézerre van szükség;Az egyik az elektromos áram lézeremisszióvá alakítására szolgál, a másik pedig a kibocsátás fényerejének növelésére szolgál.
Diódapumpás szilárdtestlézerek.
Az 1980-as évek végén a félvezető lézerek használata szilárdtestlézerek szivattyúzására jelentős kereskedelmi érdeklődést váltott ki.A diódapumpás szilárdtestlézerek (DPSSL) drámaian csökkentik a hőkezelési rendszerek (elsősorban a ciklushűtők) és az erősítő modulok méretét és összetettségét, amelyek hagyományosan ívlámpákat használtak szilárdtest lézerkristályok pumpálására.
A félvezető lézer hullámhosszát a spektrális abszorpciós jellemzők és a szilárdtestlézer erősítő közege közötti átfedés alapján választják ki, ami jelentősen csökkentheti a hőterhelést az ívlámpa széles sávú emissziós spektrumához képest.Figyelembe véve az 1064 nm-es hullámhosszt kibocsátó neodímiummal adalékolt lézerek népszerűségét, a 808 nm-es félvezető lézer több mint 20 éve a félvezető lézergyártás legtermékenyebb termékévé vált.
A második generáció megnövelt diódaszivattyúzási hatékonyságát a többmódusú félvezető lézerek megnövekedett fényereje és a szűk emissziós vonalszélességek stabilizálásának képessége tette lehetővé a bulk Bragg rácsok (VBGS) segítségével a 2000-es évek közepén.A 880 nm körüli gyenge és keskeny spektrális abszorpciós jellemzők nagy érdeklődést váltottak ki a spektrálisan stabil, nagy fényerejű pumpás diódák iránt.Ezek a nagyobb teljesítményű lézerek lehetővé teszik a neodímium közvetlen szivattyúzását a 4F3/2 felső lézerszintjén, csökkentve a kvantumhiányt, és ezáltal javítva az alapvető módus extrakciót nagyobb átlagos teljesítmény mellett, amelyet egyébként a termikus lencsék korlátoznának.
Századunk második évtizedének elejére jelentős teljesítménynövekedésnek lehettünk tanúi az egytranszverzális üzemmódú 1064 nm-es lézerek, valamint a látható és ultraibolya hullámhosszon működő frekvenciakonverziós lézereik esetében.Tekintettel az Nd: YAG és Nd: YVO4 hosszú felső energia élettartamára, ezek a DPSSL Q-kapcsolt műveletek magas impulzusenergiát és csúcsteljesítményt biztosítanak, így ideálisak ablatív anyagfeldolgozáshoz és nagy pontosságú mikromegmunkálási alkalmazásokhoz.
Feladás időpontja: 2023.11.06