Преглед на високата мощностПолупроводник лазерРазработка част първа
Тъй като ефективността и мощността продължават да се подобряват, лазерните диоди (Драйвер за лазерни диоди) ще продължи да заменя традиционните технологии, като по този начин променя начина, по който се правят нещата и ще позволи развитието на нови неща. Разбирането на значителните подобрения в полупроводниковите лазери с висока мощност също е ограничено. Преобразуването на електрони в лазери чрез полупроводници е демонстрирано за първи път през 1962 г. и последва голямо разнообразие от допълващи се напредвания, които доведоха до огромен напредък в превръщането на електрони в лазери с висока производителност. Тези постижения подкрепиха важни приложения от оптично съхранение до оптични мрежи до широк спектър от индустриални полета.
Прегледът на тези постижения и техния кумулативен напредък подчертава потенциала за още по -голямо и по -разпространено въздействие в много области на икономиката. Всъщност, с непрекъснатото подобряване на полупроводниковите лазери с висока мощност, полето на приложението му ще ускори разширяването и ще окаже дълбоко влияние върху икономическия растеж.
Фигура 1: Сравнение на яркостта и закона на Мур за полупроводникови лазери с висока мощност
Диод-помпали твърди лазери иЛазери от влакна
Напредъкът в полупроводниковите лазери с висока мощност също доведе до развитието на лазерната технология надолу по веригата, където полупроводниковите лазери обикновено се използват за възбуждане (помпа) легирани кристали (диодно-помпани лазери с твърдо състояние) или легирани влакна (лазери от влакна).
Въпреки че полупроводниковите лазери осигуряват ефективна, малка и евтина лазерна енергия, те също имат две ключови ограничения: те не съхраняват енергия и яркостта им е ограничена. По принцип много приложения изискват два полезни лазера; Единият се използва за преобразуване на електричество в лазерна емисия, а другият се използва за подобряване на яркостта на тази емисия.
Диод-помпа с твърдо състояние лазери.
В края на 80-те години използването на полупроводникови лазери за изпомпване на лазери от твърдо състояние започва да придобива значителен търговски интерес. Диодно-помпали лазери с твърдо състояние (DPSSL) драстично намаляват размера и сложността на термичните системи за управление (предимно охладители на цикъла) и усилването на модули, които в исторически план са използвали дъгови лампи за изпомпване на лазерни кристали с твърдо състояние.
Дължината на вълната на полупроводниковия лазер е избран въз основа на припокриването на спектралните характеристики на абсорбция с усилващата среда на лазера на твърдо състояние, което може значително да намали топлинния натоварване в сравнение с широколентовия емисионен спектър на дъговата лампа. Като се има предвид популярността на лазерите, легирани с неодимо, излъчващи 1064Nm дължина на вълната, полупроводниковият лазер 808Nm се превърна в най-продуктивния продукт в полупроводниковия лазерно производство за повече от 20 години.
Подобрената ефективност на изпомпване на диоди на второто поколение стана възможна чрез повишената яркост на многомодовите полупроводникови лазери и възможността за стабилизиране на тесни емисионни ширини, използвайки насипни браг-решетки (VBGs) в средата на 2000-те. Слабите и тесни спектрални характеристики на абсорбция от около 880 nm предизвикаха голям интерес към спектрално стабилните помпени диоди с висока яркост. Тези лазери с по -висока производителност позволяват да се изпомпват неодимий директно на горното лазерно ниво от 4F3/2, намалявайки квантовите дефицити и по този начин подобряват извличането на основен режим при по -висока средна мощност, което иначе би било ограничено от термичните лещи.
До началото на второто десетилетие на този век станахме свидетели на значително увеличаване на мощността в еднократни лазери 1064nm, както и техните лазери за преобразуване на честотата, работещи във видимите и ултравиолетови дължини на вълната. Предвид дългия горен енергиен живот на ND: YAG и ND: YVO4, тези DPSSL Q-превключени операции осигуряват висока импулсна енергия и пикова мощност, което ги прави идеални за аблативна обработка на материали и приложения с висока точност микромашиниране.
Време за публикация: ноември-06-2023