Преглед на високата мощностполупроводников лазерразвитие, втора част
Фибърен лазер.
Влакнестите лазери предоставят рентабилен начин за преобразуване на яркостта на мощни полупроводникови лазери. Въпреки че оптиката за мултиплексиране на дължините на вълните може да преобразува полупроводникови лазери с относително ниска яркост в по-ярки, това се случва за сметка на увеличена спектрална ширина и фотомеханична сложност. Влакнестите лазери са се доказали като особено ефективни при преобразуване на яркостта.
Двойно обвитите влакна, въведени през 90-те години на миналия век, използващи едномодово ядро, обградено от многомодово обвивка, могат ефективно да въведат по-мощни и по-евтини многомодови полупроводникови помпени лазери във влакното, създавайки по-икономичен начин за преобразуване на високомощни полупроводникови лазери в по-ярки източници на светлина. При влакната, легирани с итербий (Yb), помпеният лазер възбужда широка абсорбционна лента, центрирана при 915 nm, или по-тясна абсорбционна лента близо до 976 nm. С приближаването на дължината на вълната на помпене до дължината на вълната на лазера на влакнестия лазер, така нареченият квантов дефицит се намалява, което максимизира ефективността и минимизира количеството отпадна топлина, която трябва да се разсее.
Фибро лазерии диодно-помпаните твърдотелни лазери разчитат на увеличаването на яркостта надиоден лазерКато цяло, с подобряването на яркостта на диодните лазери, мощността на лазерите, които те изпомпват, също се увеличава. Подобряването на яркостта на полупроводниковите лазери води до по-ефективно преобразуване на яркостта.
Както очакваме, пространствената и спектралната яркост ще бъдат необходими за бъдещи системи, които ще позволят изпомпване с нисък квантов дефицит за тесни абсорбционни характеристики в твърдотелни лазери, както и схеми за повторно използване на плътни дължини на вълната за директни приложения на полупроводникови лазери.
Фигура 2: Повишена яркост на високомощни устройстваполупроводникови лазерипозволява разширяване на приложенията
Пазар и приложение
Напредъкът в областта на мощните полупроводникови лазери направи възможни много важни приложения. Тъй като цената на ват яркост на мощните полупроводникови лазери е намаляла експоненциално, тези лазери едновременно заместват старите технологии и дават възможност за нови категории продукти.
С подобряване на разходите и производителността повече от 10 пъти на всяко десетилетие, високомощните полупроводникови лазери промениха пазара по неочаквани начини. Макар че е трудно да се предвидят бъдещите приложения с точност, поучително е да се обърнем назад към последните три десетилетия, за да си представим възможностите на следващото десетилетие (вижте Фигура 2).
Когато Хол демонстрира полупроводникови лазери преди повече от 50 години, той даде началото на технологична революция. Подобно на закона на Мур, никой не би могъл да предвиди блестящите постижения на мощните полупроводникови лазери, които последваха с най-различни иновации.
Бъдещето на полупроводниковите лазери
Няма фундаментални закони на физиката, които да управляват тези подобрения, но е вероятно непрекъснатият технологичен прогрес да поддържа това експоненциално развитие в разкош. Полупроводниковите лазери ще продължат да заместват традиционните технологии и ще променят допълнително начина, по който се произвеждат нещата. По-важното за икономическия растеж е, че мощните полупроводникови лазери ще променят и това, което може да се произвежда.
Време на публикуване: 07 ноември 2023 г.