Pregled visoke močipolprevodniški laserprvi del razvoja
Ker se učinkovitost in moč še naprej izboljšujeta, laserske diode (gonilnik laserskih diod) bo še naprej nadomeščala tradicionalne tehnologije, s čimer bo spremenila način izdelave stvari in omogočila razvoj novih stvari.Prav tako je omejeno razumevanje pomembnih izboljšav polprevodniških laserjev visoke moči.Pretvorba elektronov v laserje prek polprevodnikov je bila prvič prikazana leta 1962, sledil pa je širok nabor dopolnilnih dosežkov, ki so povzročili velik napredek pri pretvorbi elektronov v visoko produktivne laserje.Ta napredek je podprl pomembne aplikacije od optičnega shranjevanja do optičnih omrežij do številnih industrijskih področij.
Pregled teh dosežkov in njihovega kumulativnega napredka poudarja možnost še večjega in prodornejšega vpliva na številnih področjih gospodarstva.Pravzaprav bo z nenehnim izboljševanjem visokozmogljivih polprevodniških laserjev njihovo področje uporabe pospešilo širitev in bo močno vplivalo na gospodarsko rast.
Slika 1: Primerjava svetilnosti in Moorovega zakona polprevodniških laserjev visoke moči
Polprevodniški laserji z diodnim črpanjem invlakneni laserji
Napredek visokozmogljivih polprevodniških laserjev je privedel tudi do razvoja nadaljnje laserske tehnologije, kjer se polprevodniški laserji običajno uporabljajo za vzbujanje (črpanje) dopiranih kristalov (polprevodniški laserji z diodnim črpanjem) ali dopiranih vlaken (fiber laserji).
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 zahteva dva uporabna laserja;Ena se uporablja za pretvorbo električne energije v lasersko sevanje, druga pa za povečanje svetlosti te emisije.
Polprevodniški laserji z diodnim črpanjem.
V poznih osemdesetih letih je uporaba polprevodniških laserjev za črpanje polprevodniških laserjev začela pridobivati velik komercialni interes.Polprevodniški laserji z diodnim črpanjem (DPSSL) dramatično zmanjšajo velikost in kompleksnost sistemov za upravljanje toplote (predvsem cikličnih hladilnikov) in ojačanih modulov, ki so v preteklosti uporabljali obločne svetilke za črpanje polprevodniških laserskih kristalov.
Valovna dolžina polprevodniškega laserja je izbrana na podlagi prekrivanja spektralnih absorpcijskih karakteristik z ojačitvenim medijem polprevodniškega laserja, kar lahko bistveno zmanjša toplotno obremenitev v primerjavi s širokopasovnim emisijskim spektrom obločne svetilke.Glede na priljubljenost laserjev, dopiranih z neodimom, ki oddajajo valovno dolžino 1064 nm, je polprevodniški laser 808 nm v več kot 20 letih postal najproduktivnejši izdelek v proizvodnji polprevodniških laserjev.
Izboljšano učinkovitost diodnega črpanja druge generacije je omogočila povečana svetlost večmodnih polprevodniških laserjev in zmožnost stabilizacije ozkih emisijskih širin z uporabo masivnih Braggovih rešetk (VBGS) sredi 2000-ih.Šibke in ozke spektralne absorpcijske značilnosti okoli 880 nm so vzbudile veliko zanimanje za spektralno stabilne črpalne diode z visoko svetlostjo.Ti zmogljivejši laserji omogočajo črpanje neodima neposredno na zgornji laserski ravni 4F3/2, kar zmanjša kvantne primanjkljaje in s tem izboljša ekstrakcijo osnovnega načina pri višji povprečni moči, ki bi sicer bila omejena s toplotnimi lečami.
Do zgodnjega drugega desetletja tega stoletja smo bili priča znatnemu povečanju moči laserjev z enim transverzalnim načinom 1064 nm, kot tudi njihovih laserjev za pretvorbo frekvence, ki delujejo v vidnem in ultravijoličnem valovnih dolžinah.Glede na dolgo življenjsko dobo zgornje energije Nd: YAG in Nd: YVO4 te operacije s preklopom Q DPSSL zagotavljajo visoko energijo impulza in konično moč, zaradi česar so idealne za ablativno obdelavo materialov in aplikacije z visoko natančnostjo mikroobdelave.
Čas objave: Nov-06-2023