Επισκόπηση της υψηλής ισχύοςημιαγωγός λέιζεραναπτυξιακό μέρος δεύτερο
Λέιζερ ινών.
Τα λέιζερ ινών παρέχουν έναν οικονομικά αποδοτικό τρόπο για τη μετατροπή της φωτεινότητας των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Παρόλο που η πολυπλεξία μήκους κύματος μπορεί να μετατρέψει τα σχετικά με τα φωτεινά λέιζερ με χαμηλή φωτεινότητα σε φωτεινότερα, αυτό έρχεται με το κόστος αυξημένου φασματικού πλάτους και φωτομηχανικής πολυπλοκότητας. Τα λέιζερ ινών έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματικά στη μετατροπή φωτεινότητας.
Οι διπλές-clad ίνες που εισήχθησαν στη δεκαετία του 1990, χρησιμοποιώντας έναν πυρήνα μιας λειτουργίας που περιβάλλεται από την επένδυση πολλαπλών μεταωμένων, μπορεί να εισαγάγει αποτελεσματικά τα λέιζερ αντλίας ημιαγωγών υψηλότερης ισχύος, δημιουργώντας έναν πιο οικονομικό τρόπο μετατροπής λέιζερ ημιαγωγού υψηλής ισχύος σε πηγές φωτεινού φωτός. Για τις ίνες που έχουν υποστεί διάτρηση (YB), η αντλία διεγείρει μια ευρεία ζώνη απορρόφησης που επικεντρώνεται στα 915nm ή μια στενότερη ζώνη απορρόφησης κοντά στο 976nm. Καθώς το μήκος κύματος άντλησης προσεγγίζει το μήκος κύματος λέιζερ του λέιζερ ινών, το λεγόμενο κβαντικό έλλειμμα μειώνεται, μεγιστοποιώντας την αποτελεσματικότητα και ελαχιστοποιώντας την ποσότητα των αποβλήτων που πρέπει να διαλυθεί.
Λέιζερ ινώνκαι τα λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλίες διόδων βασίζονται στην αύξηση της φωτεινότητας τουλέιζερ διόδου. Γενικά, καθώς η φωτεινότητα των λέιζερ διόδου συνεχίζει να βελτιώνεται, η δύναμη των λέιζερ που αντλούν αυξάνεται επίσης. Η βελτίωση της φωτεινότητας των λέιζερ ημιαγωγών τείνει να προάγει την αποτελεσματικότερη μετατροπή φωτεινότητας.
Όπως αναμένουμε, η χωρική και φασματική φωτεινότητα θα είναι απαραίτητη για μελλοντικά συστήματα που θα επιτρέψουν τη χαμηλή άντληση κβαντικού έλλειμμα για χαρακτηριστικά στενής απορρόφησης σε λέιζερ στερεάς κατάστασης, καθώς και πυκνά σχήματα επαναχρησιμοποίησης μήκους κύματος για άμεσες εφαρμογές λέιζερ ημιαγωγών.
Εικόνα 2: Αυξημένη φωτεινότητα της υψηλής ισχύοςΤα λέιζερ ημιαγωγώνεπιτρέπει την επέκταση των εφαρμογών
Αγορά και εφαρμογή
Οι πρόοδοι σε λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος έχουν κάνει δυνατές πολλές σημαντικές εφαρμογές. Δεδομένου ότι το κόστος ανά φωτεινότητα Watt των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος έχει μειωθεί εκθετικά, αυτά τα λέιζερ αντικαθιστούν τις παλιές τεχνολογίες και επιτρέπουν νέες κατηγορίες προϊόντων.
Με το κόστος και την απόδοση που βελτιώνει περισσότερο από 10 φορές κάθε δεκαετία, τα ημιαγωγικά λέιζερ υψηλής ισχύος έχουν διαταράξει την αγορά με απροσδόκητους τρόπους. Ενώ είναι δύσκολο να προβλέψουμε μελλοντικές εφαρμογές με ακρίβεια, είναι επίσης διδακτικό να κοιτάξουμε πίσω τις τελευταίες τρεις δεκαετίες για να φανταστούμε τις δυνατότητες της επόμενης δεκαετίας (βλ. Εικόνα 2).
Όταν ο Hall επέδειξε λέιζερ ημιαγωγών πριν από περισσότερα από 50 χρόνια, ξεκίνησε μια τεχνολογική επανάσταση. Όπως και ο νόμος του Moore, κανείς δεν θα μπορούσε να προβλέψει τα λαμπρά επιτεύγματα των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος που ακολούθησαν με μια ποικιλία διαφορετικών καινοτομιών.
Το μέλλον των λέιζερ ημιαγωγών
Δεν υπάρχουν θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής που να διέπουν αυτές τις βελτιώσεις, αλλά η συνεχιζόμενη τεχνολογική πρόοδος είναι πιθανό να διατηρήσει αυτή την εκθετική ανάπτυξη στο λαμπρότητα. Τα λέιζερ ημιαγωγών θα συνεχίσουν να αντικαθιστούν τις παραδοσιακές τεχνολογίες και θα αλλάξουν περαιτέρω τον τρόπο με τον οποίο γίνονται τα πράγματα. Το πιο σημαντικό για την οικονομική ανάπτυξη, τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος θα αλλάξουν επίσης ό, τι μπορεί να γίνει.
Χρόνος δημοσίευσης: Νοέμβριος-07-2023