Iwwersiicht iwwer héich LeeschtungHalbleiterlaserEntwécklung Deel een
Well d'Effizienz an d'Leeschtung sech weider verbesseren, ginn Laserdioden (Laserdioden-Treiber) wäert weiderhin traditionell Technologien ersetzen, doduerch d'Aart a Weis wéi Saache gemaach ginn änneren an d'Entwécklung vun neien Saachen erméiglechen. D'Verständnis vun de bedeitende Verbesserungen bei héichleeschtenden Hallefleederlaseren ass och limitéiert. D'Ëmwandlung vun Elektronen a Laseren iwwer Hallefleeder gouf fir d'éischt am Joer 1962 demonstréiert, an eng breet Palette vu komplementäre Fortschrëtter sinn duerno gefollegt, déi grouss Fortschrëtter bei der Ëmwandlung vun Elektronen a Laseren mat héijer Produktivitéit gefuerdert hunn. Dës Fortschrëtter hunn wichteg Uwendungen ënnerstëtzt, vun der optescher Späicherung bis zur optescher Netzwierker an enger breeder Palette vun Industrieberäicher.
Eng Iwwerpréiwung vun dësen Fortschrëtter an hirem kumulative Fortschrëtt weist de Potenzial fir en nach méi groussen an duerchdréngenden Impakt a ville Beräicher vun der Wirtschaft. Tatsächlech, mat der kontinuéierlecher Verbesserung vun héichleeschtungsfäege Hallefleiterlaser, wäert säin Uwendungsfeld d'Expansioun beschleunegen an e groussen Impakt op d'Wirtschaftswuesstem hunn.
Figur 1: Vergläich vun der Luminanz an dem Moore-Gesetz vun héichleeschtungsfäege Hallefleiterlaser
Diodengepompelte Festkierperlaser aFaserlaser
Fortschrëtter bei héichleeschtenden Hallefleiterlaser hunn och zu der Entwécklung vun der Downstream-Lasertechnologie gefouert, wou Hallefleiterlaser typescherweis benotzt ginn, fir dotiéiert Kristaller (diodegepompelt Festkierperlaser) oder dotiéiert Faseren (Faserlaser) unzeréieren (ze pompelen).
Obwuel Hallefleederlaser effizient, kleng a bëlleg Laserenergie liwweren, hunn si och zwou Schlëssellimitatiounen: si späichere keng Energie an hir Hellegkeet ass limitéiert. Am Fong brauche vill Uwendungen zwéi nëtzlech Laser; ee gëtt benotzt fir Elektrizitéit an eng Laseremissioun ëmzewandelen, an deen aneren gëtt benotzt fir d'Hellegkeet vun där Emissioun ze verbesseren.
Diodengepompelte Festkierperlaser.
Enn der 1980er Joren huet d'Benotzung vu Hallefleederlaser fir Festkierperlaser ze pumpen ugefaang bedeitend kommerziell Interesse ze gewannen. Diodengepompelt Festkierperlaser (DPSSL) reduzéieren d'Gréisst a Komplexitéit vun thermesche Gestiounssystemer (haaptsächlech Zykluskiller) a Verstärkungsmoduler dramatesch, déi fréier Boulampen benotzt hunn fir Festkierperlaserkristaller ze pumpen.
D'Wellenlängt vum Hallefleederlaser gëtt op Basis vun der Iwwerlappung vun de spektrale Absorptiounscharakteristiken mam Verstärkungsmedium vum Festkierperlaser ausgewielt, wat d'thermesch Belaaschtung am Verglach zum Breetband-Emissiounsspektrum vun der Boulampe däitlech reduzéiere kann. Wann een d'Popularitéit vun Neodym-dotierte Laser berécksiichtegt, déi eng Wellelängt vun 1064 nm emittéieren, ass den 808 nm Hallefleederlaser zënter méi wéi 20 Joer zum produktivste Produkt an der Hallefleederlaserproduktioun ginn.
Déi verbessert Diodenpompeleffizienz vun der zweeter Generatioun gouf duerch déi erhéicht Hellegkeet vu Multimode-Hallefleiterlaser an d'Fäegkeet, schmuel Emissiounslinnebreeten mat Bulk-Bragg-Gitter (VBGS) Mëtt vun den 2000er Joren ze stabiliséieren, erméiglecht. Déi schwaach a schmuel spektral Absorptiounseigenschaften vu ronn 880 nm hunn e grousst Interessi u spektral stabile Pompdioden mat héijer Hellegkeet geweckt. Dës méi performant Laser erméiglechen et, Neodym direkt um ieweschten Laserniveau vu 4F3/2 ze pompelen, wouduerch Quantedefiziter reduzéiert ginn an doduerch d'Grondmodusextraktioun bei méi héijer duerchschnëttlecher Leeschtung verbessert gëtt, déi soss duerch thermesch Lënsen limitéiert wier.
Am fréien zweete Joerzéngt vun dësem Joerhonnert hu mir eng bedeitend Leeschtungserhéijung bei den eenzelen transversalen Modus 1064nm Laser gesinn, souwéi bei hire Frequenzkonversiounslaser, déi an de visuellen an ultraviolette Wellelängten operéieren. Wéinst der laanger ieweschter Energieliewensdauer vun Nd:YAG an Nd:YVO4 bidden dës DPSSL Q-switched Operatiounen eng héich Pulsenergie a Spëtzeleeschtung, wat se ideal fir ablativ Materialveraarbechtung an héichpräzis Mikrobearbechtungsapplikatioune mécht.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 06. November 2023