Pregled visoke močipolprevodniški laserrazvoj, drugi del
Vlaknasti laser.
Vlaknasti 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, to pride na račun povečane spektralne širine in fotomehanske kompleksnosti. Vlaknasti laserji so se izkazali za še posebej učinkovite pri pretvorbi svetlosti.
Dvojno prevlečena vlakna, uvedena v devetdesetih letih prejšnjega stoletja z uporabo enomodnega jedra, obdanega z večmodnim prevlečenjem, lahko učinkovito vnesejo močnejše in cenejše večmodne polprevodniške črpalne laserje v vlakno, kar ustvarja bolj ekonomičen način za pretvorbo močnih polprevodniških laserjev v svetlejše vire svetlobe. Pri vlaknih, dopiranih z iterbijem (Yb), črpanje vzbuja širok absorpcijski pas s središčem pri 915 nm ali ožji absorpcijski pas blizu 976 nm. Ko se črpalna valovna dolžina približa valovni dolžini laserskega sevanja vlakenskega laserja, se tako imenovani kvantni primanjkljaj zmanjša, kar poveča učinkovitost in zmanjša količino odpadne toplote, ki jo je treba odvajati.
Vlaknasti laserjiin diodno črpani trdni laserji se oba zanašajo na povečanje svetlostidiodni laserNa splošno se z izboljšanjem svetlosti diodnih laserjev povečuje tudi moč laserjev, ki jih črpajo. Izboljšanje svetlosti polprevodniških laserjev običajno spodbuja učinkovitejšo pretvorbo svetlosti.
Kot pričakujemo, bosta prostorska in spektralna svetlost potrebna za prihodnje sisteme, ki bodo omogočili črpanje z nizkim kvantnim primanjkljajem za ozke absorpcijske značilnosti v trdnih laserjih, kot tudi sheme ponovne uporabe gostih valovnih dolžin za neposredne aplikacije polprevodniških laserjev.
Slika 2: Povečana svetlost visokozmogljivihpolprevodniški laserjiomogoča razširitev aplikacij
Trg in uporaba
Napredek na področju visokozmogljivih polprevodniških laserjev je omogočil številne pomembne aplikacije. Ker so se stroški na vat svetlosti visokozmogljivih polprevodniških laserjev eksponentno zmanjšali, 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 na nepričakovane načine pretresli trg. Čeprav je težko natančno napovedati prihodnje aplikacije, je poučno pogledati nazaj v zadnja 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 nihče ni mogel predvideti briljantnih dosežkov visokozmogljivih polprevodniških laserjev, ki so sledili z vrsto različnih inovacij.
Prihodnost polprevodniških laserjev
Te izboljšave ne urejajo temeljni fizikalni zakoni, vendar bo nenehni tehnološki napredek verjetno ohranil ta eksponentni razvoj v sijaju. Polprevodniški laserji bodo še naprej nadomeščali tradicionalne tehnologije in še bolj spreminjali način izdelave. Še pomembneje za gospodarsko rast je, da bodo visokozmogljivi polprevodniški laserji spremenili tudi to, kaj je mogoče izdelati.
Čas objave: 7. november 2023