Oorsig van hoë kraghalfgeleierlaserontwikkeling deel een
Namate doeltreffendheid en krag aanhou verbeter, word laserdiodes (laserdiode-drywer) sal voortgaan om tradisionele tegnologieë te vervang, en sodoende die manier waarop dinge gemaak word, te verander en die ontwikkeling van nuwe dinge moontlik te maak. Begrip van die beduidende verbeterings in hoë-krag halfgeleierlasers is ook beperk. Die omskakeling van elektrone na lasers via halfgeleiers is die eerste keer in 1962 gedemonstreer, en 'n wye verskeidenheid komplementêre vooruitgang het gevolg wat groot vooruitgang in die omskakeling van elektrone na hoë-produktiwiteit lasers gedryf het. Hierdie vooruitgang het belangrike toepassings ondersteun, van optiese berging tot optiese netwerke tot 'n wye reeks industriële velde.
'n Oorsig van hierdie vooruitgang en hul kumulatiewe vordering beklemtoon die potensiaal vir 'n selfs groter en meer deurdringende impak in baie gebiede van die ekonomie. Trouens, met die voortdurende verbetering van hoë-krag halfgeleierlasers, sal die toepassingsveld daarvan die uitbreiding versnel en 'n diepgaande impak op ekonomiese groei hê.
Figuur 1: Vergelyking van luminansie en Moore se wet van hoëkrag-halfgeleierlasers
Diode-gepompte vastetoestandlasers envesellasers
Vooruitgang in hoë-krag halfgeleierlasers het ook gelei tot die ontwikkeling van stroomaf lasertegnologie, waar halfgeleierlasers tipies gebruik word om gedoteerde kristalle (diode-gepompte vastetoestandlasers) of gedoteerde vesels (vesellasers) op te wek (pomp).
Alhoewel halfgeleierlasers doeltreffende, klein en laekoste laserenergie verskaf, het hulle ook twee belangrike beperkings: hulle stoor nie energie nie en hul helderheid is beperk. Basies benodig baie toepassings twee nuttige lasers; Een word gebruik om elektrisiteit in 'n laseruitstraling om te skakel, en die ander word gebruik om die helderheid van daardie uitstraling te verbeter.
Diode-gepompte vastetoestandlasers.
In die laat 1980's het die gebruik van halfgeleierlasers om vastetoestandlasers te pomp, aansienlike kommersiële belangstelling begin kry. Diodegepompte vastetoestandlasers (DPSSL) verminder die grootte en kompleksiteit van termiese bestuurstelsels (hoofsaaklik siklusverkoelers) en versterkingsmodules dramaties, wat histories booglampe gebruik het om vastetoestandlaserkristalle te pomp.
Die golflengte van die halfgeleierlaser word gekies op grond van die oorvleueling van spektrale absorpsie-eienskappe met die versterkingsmedium van die vastetoestandlaser, wat die termiese las aansienlik kan verminder in vergelyking met die wyeband-emissiespektrum van die booglamp. In die lig van die gewildheid van neodymium-gedoteerde lasers wat 'n golflengte van 1064 nm uitstraal, het die 808 nm halfgeleierlaser die mees produktiewe produk in halfgeleierlaserproduksie vir meer as 20 jaar geword.
Die verbeterde diodepompdoeltreffendheid van die tweede generasie is moontlik gemaak deur die verhoogde helderheid van multimodus-halfgeleierlasers en die vermoë om smal emissielynwydtes te stabiliseer met behulp van grootmaat Bragg-roosters (VBGS) in die middel-2000's. Die swak en smal spektrale absorpsie-eienskappe van ongeveer 880 nm het groot belangstelling gewek in spektraal stabiele hoë-helderheid pompdiodes. Hierdie hoërprestasie-lasers maak dit moontlik om neodimium direk by die boonste laservlak van 4F3/2 te pomp, wat kwantumtekorte verminder en sodoende fundamentele modus-ekstraksie teen hoër gemiddelde krag verbeter, wat andersins deur termiese lense beperk sou word.
Teen die vroeë tweede dekade van hierdie eeu het ons 'n beduidende kragtoename in enkel-transversale modus 1064nm lasers gesien, sowel as hul frekwensie-omskakelingslasers wat in die sigbare en ultraviolet golflengtes werk. Gegewe die lang boonste energieleeftyd van Nd:YAG en Nd:YVO4, bied hierdie DPSSL Q-geskakelde bewerkings hoë pulsenergie en piekkrag, wat hulle ideaal maak vir ablatiewe materiaalverwerking en hoë-presisie mikrobewerkingstoepassings.
Plasingstyd: 6 November 2023