Преглед на висока мощностполупроводников лазерразвитие част втора
Фибролазер.
Влакнестите лазери осигуряват рентабилен начин за преобразуване на яркостта на високомощните полупроводникови лазери.Въпреки че оптиката за мултиплексиране на дължина на вълната може да преобразува полупроводникови лазери с относително ниска яркост в по-ярки, това идва с цената на увеличена спектрална ширина и фотомеханична сложност.Влакнестите лазери се оказаха особено ефективни при преобразуване на яркостта.
Влакната с двойна обвивка, въведени през 90-те години на миналия век, използвайки едномодово ядро, заобиколено от многомодова обвивка, могат ефективно да въведат многомодови полупроводникови лазери с помпа с по-висока мощност и по-ниска цена във влакното, създавайки по-икономичен начин за преобразуване на полупроводникови лазери с висока мощност в по-ярки източници на светлина.За влакна, легирани с итербий (Yb), помпата възбужда широка абсорбционна лента, центрирана при 915 nm, или по-тясна абсорбционна лента близо до 976 nm.Тъй като дължината на вълната на изпомпване се доближава до дължината на вълната на генериране на оптичния лазер, така нареченият квантов дефицит се намалява, като се максимизира ефективността и минимизира количеството отпадна топлина, която трябва да се разсее.
Оптични лазерии твърдотелните лазери с диодна помпа разчитат на увеличаването на яркостта надиоден лазер.Като цяло, тъй като яркостта на диодните лазери продължава да се подобрява, мощността на лазерите, които изпомпват, също се увеличава.Подобряването на яркостта на полупроводниковите лазери има тенденция да насърчава по-ефективно преобразуване на яркостта.
Както очакваме, пространствената и спектралната яркост ще бъде необходима 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 плътна дължина на вълната за директни полупроводникови лазерни приложения.
Фигура 2: Повишена яркост на висока мощностполупроводникови лазерипозволява разширяване на приложенията
Пазар и приложение
Напредъкът в полупроводниковите лазери с висока мощност направи възможни много важни приложения.Тъй като цената на ват яркост на високомощните полупроводникови лазери е намалена експоненциално, тези лазери заменят старите технологии и позволяват нови продуктови категории.
С подобряване на цената и производителността повече от 10 пъти на всяко десетилетие, полупроводниковите лазери с висока мощност разстроиха пазара по неочаквани начини.Въпреки че е трудно да се предвидят бъдещи приложения с точност, също е поучително да погледнем назад през 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 стартира технологична революция.Подобно на закона на Мур, никой не би могъл да предвиди брилянтните постижения на мощните полупроводникови лазери, последвани от различни иновации.
Бъдещето на полупроводниковите лазери
Няма фундаментални закони на физиката, които управляват тези подобрения, но продължаващият технологичен прогрес вероятно ще поддържа това експоненциално развитие в блясък.Полупроводниковите лазери ще продължат да заместват традиционните технологии и допълнително ще променят начина, по който се правят нещата.По-важното за икономическия растеж е, че полупроводниковите лазери с висока мощност също ще променят това, което може да се направи.
Време на публикуване: 07 ноември 2023 г