Pregled velike močipolprevodniški laserrazvoj prvi del
Ker se učinkovitost in moč še naprej izboljšujeta, laserske diode (Gonilnik laserskih diod) bo še naprej nadomeščal tradicionalne tehnologije in s tem spreminjal način ustvarjanja stvari in omogočil razvoj novih stvari. Omejeno je tudi razumevanje pomembnih izboljšav polprevodniških laserjev z veliko močjo. Pretvorba elektronov v laserje prek polprevodnikov je bila prvič dokazana leta 1962, sledil je najrazličnejši komplementarni napredek, ki je pri pretvorbi elektronov v visoko proizvodni laserji spodbudil velik napredek. Ta napredek je podpiral pomembne aplikacije od optičnega pomnilnika do optičnega omrežja do širokega kroga industrijskih polj.
Pregled tega napredka in njihov kumulativni napredek poudarja potencial za še večji in bolj razširjen vpliv na številnih področjih gospodarstva. Dejansko bo z nenehnim izboljševanjem polprevodniških laserjev z visoko močjo njegovo uporabo pospešilo širitev in močno vplivalo na gospodarsko rast.
Slika 1: Primerjava svetilnosti in Moorejevega zakona o visokih moči polprevodniških laserjev
Diode s črpami trdno stanja in laserji inLaserji vlaken
Napredek v polprevodniških laserjih z visoko močjo je privedel tudi do razvoja laserske tehnologije na nižji stopnji, kjer se polprevodniški laserji običajno uporabljajo za vzbujanje (črpalke) dopiranih kristalov (trdna laserji, ki so jih črpali diode) ali dopirana vlakna (vlaknari).
Čeprav polprevodniški laserji zagotavljajo učinkovito, majhno in poceni lasersko energijo, imajo tudi dve ključni omejitvi: ne shranjujejo energije in njihova svetlost je omejena. V bistvu veliko aplikacij zahtevata dva uporabna laserja; Ena se uporablja za pretvorbo električne energije v lasersko emisijo, drugi pa se uporablja za povečanje svetlosti te emisije.
Diode s črpajočimi trdnimi laserji.
V poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja je uporaba polprevodniških laserjev za črpanje trdnih laserjev začela pridobiti pomemben komercialni interes. Diodenopni trdni laserji (DPSSL) dramatično zmanjšujejo velikost in kompleksnost sistemov toplotnega upravljanja (predvsem hladilnikov cikla) in pridobivajo module, ki so v preteklosti uporabljali ločne svetilke za črpanje trdnih laserskih kristalov.
Valovna dolžina polprevodniškega laserja je izbrana na podlagi prekrivanja spektralnih absorpcijskih značilnosti z dobičkom medija laserja v trdnem stanju, kar lahko znatno zmanjša toplotno obremenitev v primerjavi s širokopasovnim emisijskim spektrom ločne svetilke. Glede na priljubljenost laserjev z neodimijem, ki oddajajo 1064nm valovne dolžine, je 808Nm polprevodniški laser postal najbolj produktiven proizvod v proizvodnji polprevodniških laserjev že več kot 20 let.
Izboljšana učinkovitost črpanja diode druge generacije je omogočila povečano svetlost večkratnih polprevodniških laserjev in sposobnost stabilizacije ozkih emisijskih širine z uporabo razsutih Bragg rešetk (VBG) sredi 2000-ih. Šibke in ozke spektralne absorpcijske značilnosti okoli 880nm so vzbudile veliko zanimanje za spektralno stabilne diode črpalke z visoko svetlostjo. Ti višji zmogljivi laserji omogočajo črpanje neodima neposredno na zgornji ravni laserja 4F3/2, zmanjšajo kvantni primanjkljaj in s tem izboljšajo ekstrakcijo temeljnega načina pri višji povprečni moči, ki bi bila sicer omejena s toplotnimi lečami.
Do zgodnjega drugega desetletja tega stoletja smo bili priča znatnemu povečanju moči v enem transverznem načinu 1064nm laserjev, pa tudi njihovih frekvenčnih laserjih, ki delujejo v vidnih in ultravijoličnih valovnih dolžinah. Glede na dolgo življenjsko dobo zgornje energije ND: YAG in ND: YVO4, te operacije, ki jih je zavila DPSSL, zagotavljajo visoko impulzno energijo in največjo moč, zaradi česar so idealni za ablativno obdelavo materiala in visoko natančno mikromahiniranje aplikacij.
Čas objave: november-06-2023