Oorsig van hoë kraghalfgeleierlaserontwikkeling deel twee
Vesellaser.
Veselasers bied 'n koste-effektiewe manier om die helderheid van hoë-krag halfgeleierlasers om te skakel. Alhoewel golflengte-multiplekseringsoptika relatief lae-helderheid halfgeleierlasers in helderder lasers kan omskakel, kom dit ten koste van verhoogde spektrale breedte en fotomeganiese kompleksiteit. Veselasers het bewys dat hulle veral effektief is in helderheidsomskakeling.
Dubbelbeklede vesels wat in die 1990's bekendgestel is, met behulp van 'n enkelmoduskern omring deur multimodusbekleding, kan effektief hoër-krag, laer-koste multimodus halfgeleierpomplasers in die vesel inbring, wat 'n meer ekonomiese manier skep om hoë-krag halfgeleierlasers in helderder ligbronne te omskep. Vir ytterbium-gedoteerde (Yb) vesels, wek die pomp 'n wye absorpsieband gesentreer by 915 nm, of 'n nouer absorpsieband naby 976 nm. Namate die pompgolflengte die lasergolflengte van die vesellaser nader, word die sogenaamde kwantumtekort verminder, wat doeltreffendheid maksimeer en die hoeveelheid afvalhitte wat versprei moet word, tot die minimum beperk.
Vesellasersen diode-gepompte vastetoestandlasers maak albei staat op die toename in helderheid van diediodelaserOor die algemeen, soos die helderheid van diodelasers aanhou verbeter, neem die krag van die lasers wat hulle pomp ook toe. Die helderheidsverbetering van halfgeleierlasers is geneig om meer doeltreffende helderheidsomskakeling te bevorder.
Soos ons verwag, sal ruimtelike en spektrale helderheid nodig wees vir toekomstige stelsels wat lae kwantumtekortpomping vir nou absorpsie-eienskappe in vastetoestandlasers moontlik sal maak, sowel as digte golflengtehergebruikskemas vir direkte halfgeleierlasertoepassings.
Figuur 2: Verhoogde helderheid van hoë-kraghalfgeleierlaserslaat toe dat toepassings uitgebrei word
Mark en toepassing
Vooruitgang in hoë-krag halfgeleierlasers het baie belangrike toepassings moontlik gemaak. Aangesien die koste per helderheidswatt van hoë-krag halfgeleierlasers eksponensieel verminder is, vervang hierdie lasers beide ou tegnologieë en maak nuwe produkkategorieë moontlik.
Met koste en werkverrigting wat elke dekade meer as 10-voudig verbeter, het hoë-krag halfgeleierlasers die mark op onverwagte maniere ontwrig. Hoewel dit moeilik is om toekomstige toepassings met presisie te voorspel, is dit ook leersaam om terug te kyk oor die afgelope drie dekades om die moontlikhede van die volgende dekade te verbeel (sien Figuur 2).
Toe Hall meer as 50 jaar gelede halfgeleierlasers gedemonstreer het, het hy 'n tegnologiese rewolusie van stapel gestuur. Soos Moore se Wet, kon niemand die briljante prestasies van hoë-krag halfgeleierlasers voorspel het wat met 'n verskeidenheid verskillende innovasies gevolg het nie.
Die toekoms van halfgeleierlasers
Daar is geen fundamentele wette van fisika wat hierdie verbeterings beheer nie, maar voortgesette tegnologiese vooruitgang sal waarskynlik hierdie eksponensiële ontwikkeling in prag handhaaf. Halfgeleierlasers sal voortgaan om tradisionele tegnologieë te vervang en sal die manier waarop dinge gemaak word verder verander. Meer belangrik vir ekonomiese groei, sal hoë-krag halfgeleierlasers ook verander wat gemaak kan word.
Plasingstyd: 7 Nov 2023