Pregled razvoja polprevodniškega laserja visoke moči, drugi del

Pregled visoke močipolprevodniški laserdrugi del razvoja

Fiber laser.
Vlakneni laserji zagotavljajo stroškovno učinkovit način za pretvorbo svetlosti visokozmogljivih polprevodniških laserjev. Čeprav lahko optika za multipleksiranje valovnih dolžin pretvori polprevodniške laserje z relativno nizko svetlostjo v svetlejše, je to posledica povečane spektralne širine in fotomehanske kompleksnosti. Fiber laserji so se izkazali za posebej učinkovite pri pretvorbi svetlosti.

Dvojno obložena vlakna, uvedena v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, z uporabo enomodnega jedra, obdanega z večmodnim plaščem, lahko učinkovito uvedejo močnejše in cenejše večmodne polprevodniške črpalne laserje v vlakno, kar ustvari bolj ekonomičen način za pretvorbo visokozmogljivih polprevodniških laserjev v svetlejše vire svetlobe. Pri vlaknih, dopiranih z iterbijem (Yb), črpalka vzbuja širok absorpcijski pas s središčem pri 915 nm ali ožji absorpcijski pas blizu 976 nm. Ko se valovna dolžina črpanja približa valovni dolžini laserskega laserja, se tako imenovani kvantni primanjkljaj zmanjša, kar poveča učinkovitost in zmanjša količino odpadne toplote, ki jo je treba odvesti.

Fiber laserjiin polprevodniški laserji z diodnim črpanjem temeljijo na povečanju svetlostidiodni laser. Na splošno, ko se svetlost diodnih laserjev še naprej izboljšuje, se povečuje tudi moč laserjev, ki jih črpajo. Izboljšanje svetlosti polprevodniških laserjev spodbuja učinkovitejšo pretvorbo svetlosti.

Kot pričakujemo, bo prostorska in spektralna svetlost potrebna za prihodnje sisteme, ki bodo omogočali črpanje z nizkim kvantnim primanjkljajem za ozke absorpcijske značilnosti v polprevodniških laserjih, kot tudi sheme ponovne uporabe gostih valovnih dolžin za neposredne polprevodniške laserske aplikacije.

Slika 2: Povečana svetlost visoke močipolprevodniški laserjiomogoča razširitev aplikacij

Trg in uporaba

Napredek na področju visokozmogljivih polprevodniških laserjev je omogočil številne pomembne aplikacije. Ker se je cena na svetilni vat visokozmogljivih polprevodniških laserjev eksponentno znižala, ti laserji nadomeščajo stare tehnologije in omogočajo nove kategorije izdelkov.

Ker se stroški in zmogljivost vsako desetletje izboljšajo za več kot 10-krat, so visokozmogljivi polprevodniški laserji pretresli trg na nepričakovane načine. Čeprav je težko natančno napovedati prihodnje aplikacije, je prav tako poučno pogledati v pretekla tri desetletja in si predstavljati možnosti naslednjega desetletja (glej sliko 2).

Ko je Hall pred več kot 50 leti predstavil polprevodniške laserje, je sprožil tehnološko revolucijo. Tako kot Moorov zakon tudi nihče ne bi mogel predvideti briljantnih dosežkov visokozmogljivih polprevodniških laserjev, ki so jim sledile številne različne inovacije.

Prihodnost polprevodniških laserjev
Ni temeljnih zakonov fizike, ki bi urejali te izboljšave, vendar bo nadaljnji tehnološki napredek verjetno ohranil ta eksponentni razvoj v sijaju. Polprevodniški laserji bodo še naprej nadomeščali tradicionalne tehnologije in še naprej spreminjali način izdelave stvari. Kar je še pomembneje za gospodarsko rast, bodo polprevodniški laserji visoke moči spremenili tudi to, kar je mogoče narediti.