Iwwersiicht vun héich Muechtsemiconductor LaserEntwécklung Deel 1
Wéi d'Effizienz a Kraaft weider verbesseren, Laserdioden (Laser diodes Chauffeuren) wäert weiderhin traditionell Technologien ersetzen, doduerch d'Art a Weis wéi d'Saache gemaach ginn änneren an d'Entwécklung vun neie Saachen erméiglechen.D'Versteesdemech vun de bedeitende Verbesserungen an High-Power Halbleiterlaser ass och limitéiert.D'Konversioun vun Elektronen op Laser iwwer Halbleiter gouf fir d'éischt am Joer 1962 demonstréiert, an eng breet Varietéit vu komplementäre Fortschrëtter si gefollegt, déi enorm Fortschrëtter bei der Konversioun vun Elektronen op héichproduktiv Laser gedriwwen hunn.Dës Fortschrëtter hunn wichteg Uwendungen vun optescher Späichere bis optesch Netzwierker op eng breet Palette vun industrielle Felder ënnerstëtzt.
Eng Iwwerpréiwung vun dëse Fortschrëtter an hire kumulative Fortschrëtter beliicht d'Potenzial fir nach méi grouss a méi duerchdréngend Impakt a ville Beräicher vun der Wirtschaft.Tatsächlech, mat der kontinuéierlecher Verbesserung vun High-Power Halbleiterlaser, wäert säin Applikatiounsfeld d'Expansioun beschleunegen, a wäert e groussen Impakt op de wirtschaftleche Wuesstum hunn.
Figur 1: Verglach vun luminance an Moore d'Gesetz vun héich Muecht semiconductor Laser
Diode-gepompelt staark-Staat Laser anLéngen Laser
Fortschrëtter an High-Power Halbleiterlaser hunn och zu der Entwécklung vun der Downstream Laser Technologie gefouert, wou Halbleiterlaser typesch benotzt gi fir dotéiert Kristalle (Diode-pompelt Solid-State Laser) oder dotéiert Faseren (Faserlaser) ze excitéieren (pompelen).
Och wann Hallefleit Laser effizient, kleng a bëlleg Laserenergie ubidden, hunn se och zwee Schlësselbeschränkungen: Si späicheren keng Energie an hir Hellegkeet ass limitéiert.Prinzipiell verlaangen vill Uwendungen zwee nëtzlech Laser;Ee gëtt benotzt fir Stroum an eng Laser Emissioun ëmzewandelen, an déi aner gëtt benotzt fir d'Hellegkeet vun där Emissioun ze verbesseren.
Diode-gepompelt Solid-State Laser.
Am spéiden 1980er huet d'Benotzung vun Halbleiter-Laser fir Solid-State-Laser ze pumpen e wesentleche kommerziellen Interessi ze gewannen.Diode-gepompelt Solid-State Laser (DPSSL) reduzéiert dramatesch d'Gréisst an d'Komplexitéit vun de thermesche Gestiounssystemer (haaptsächlech Zykluskühler) a Gewënnmoduler, déi historesch Bogenlampen benotzt hunn fir Solid-State Laserkristaller ze pumpen.
D'Wellelängt vum Halbleiterlaser gëtt ausgewielt op Basis vun der Iwwerlappung vun de Spektralabsorptiounseigenschaften mam Gewënnmedium vum Solid-State Laser, wat d'thermesch Belaaschtung am Verglach zum Breetband-Emissiounsspektrum vun der Bogenlampe wesentlech reduzéiere kann.Wann Dir d'Popularitéit vun Neodym-dotéierte Laser berécksiichtegt, déi 1064nm Wellelängt emittéieren, ass den 808nm Halbleiterlaser fir méi wéi 20 Joer de produktivste Produkt an der Hallefleit Laserproduktioun ginn.
Déi verbessert Diodepompeleffizienz vun der zweeter Generatioun gouf méiglech gemaach duerch d'erhéicht Hellegkeet vu Multi-Modus Halbleiterlaser an d'Fäegkeet fir schmuel Emissiounslinnbreedungen ze stabiliséieren mat Hëllef vu Bulk Bragg-Gitter (VBGS) an der Mëtt vun den 2000er.Déi schwaach a schmuel Spektralabsorptiounseigenschaften vu ronn 880nm hunn e groussen Interessi u spektral stabile Pompeldioden mat héijer Hellegkeet erwächt.Dës méi héich Leeschtung Laser maachen et méiglech Neodym direkt op der ieweschter Laser Niveau vun 4F3 / 2 ze pumpen, Quantephysik Defiziter reduzéieren an domat d'fundamental Modus Extraktioun op méi héich Moyenne Muecht verbesseren, déi soss vun thermesch Lënse limitéiert wier.
Am fréien zweete Joerzéngt vun dësem Joerhonnert ware mir Zeien vun enger bedeitend Kraaftvergréisserung an eenzel-transversal Modus 1064nm Laser, souwéi hir Frequenzkonversiounslaser, déi an de sichtbaren an ultraviolette Wellelängten operéieren.Mat der laanger ieweschter Energie Liewensdauer vun Nd: YAG an Nd: YVO4, bidden dës DPSSL Q-geschalt Operatiounen héich Pulsenergie a Peakkraaft, wat se ideal mécht fir ablativ Materialveraarbechtung an héichpräzis Mikromachining Uwendungen.
Post Zäit: Nov-06-2023