Overzicht van hoog vermogenhalfgeleiderlaserOntwikkeling Deel twee
Vezellaser.
Vezelasers bieden een kosteneffectieve manier om de helderheid van halfgeleiderlasers met hoge stroom om te zetten. Hoewel de multiplexingoptiek van de golflengte relatief laag-heldere halfgeleiderlasers kan omzetten in helderdere lasers, komt dit ten koste van een verhoogde spectrale breedte en fotomechanische complexiteit. Vezellazers zijn bijzonder effectief gebleken in de conversie van helderheid.
Dubbele geklede vezels geïntroduceerd in de jaren negentig, met behulp van een single-mode kern omgeven door multimode bekleding, kunnen effectief een hogere, goedkopere multimode halfgeleiderpomplasers in de vezel introduceren, waardoor een meer economische manier ontstaat om een hoogkrachtige semiconductor-lasers in helderdere lichtbronnen te converteren. Voor ytterbium-gedoteerde (YB) vezels opwindt de pomp een brede absorptieband gecentreerd op 915 nm, of een smallere absorptieband nabij 976 nm. Naarmate de pompgolflengte de laseergolflengte van de vezellaser nadert, wordt het zogenaamde kwantumtekort verminderd, waardoor de efficiëntie wordt gemaximaliseerd en de hoeveelheid afvalwarmte wordt geminimaliseerd die moet worden gedissipeerd.
Vezellasersen diode-gepompte lasers in vaste toestand vertrouwen beide op de toename van de helderheid van dediodelaser. Over het algemeen, naarmate de helderheid van diode lasers blijft verbeteren, neemt de kracht van de lasers die ze pompen ook toe. De helderheidsverbetering van halfgeleiderlasers heeft de neiging om efficiëntere helderheidsconversie te bevorderen.
Zoals we verwachten, zullen ruimtelijke en spectrale helderheid nodig zijn voor toekomstige systemen die een laag kwantumtekortpompen mogelijk maken voor smalle absorptiefuncties in lasers vaste toestand, evenals dichte hergebruikschema's voor golflengte voor directe semiconductorlaserasoepassingen.
Figuur 2: Verhoogde helderheid van High Powerhalfgeleider LasersHiermee kunnen toepassingen worden uitgebreid
Markt en toepassing
Vooruitgang in krachtige halfgeleiderlasers heeft veel belangrijke toepassingen mogelijk gemaakt. Sinds de kosten per helderheid watt van krachtige halfgeleiderlasers exponentieel zijn verminderd, vervangen deze lasers beide oude technologieën en maken ze nieuwe productcategorieën mogelijk.
Met kosten en prestaties die elk decennium meer dan 10-voudig verbeteren, hebben krachtige halfgeleiderlasers de markt op onverwachte manieren verstoord. Hoewel het moeilijk is om toekomstige toepassingen met precisie te voorspellen, is het ook leerzaam om de afgelopen drie decennia terug te kijken om de mogelijkheden van het volgende decennium voor te stellen (zie figuur 2).
Toen Hall meer dan 50 jaar geleden halfgeleider lasers demonstreerde, lanceerde hij een technologische revolutie. Net als de wet van Moore had niemand de briljante prestaties van krachtige halfgeleiderlasers kunnen voorspellen die volgden op verschillende innovaties.
De toekomst van halfgeleiderlasers
Er zijn geen fundamentele natuurwetten die deze verbeteringen regelen, maar voortdurende technologische vooruitgang zal deze exponentiële ontwikkeling in pracht waarschijnlijk ondersteunen. Semiconductor -lasers zullen traditionele technologieën blijven vervangen en zullen de manier waarop dingen worden gemaakt verder veranderen. Wat nog belangrijker is voor economische groei, zullen krachtige halfgeleiderlasers ook veranderen wat kan worden gemaakt.
Posttijd: nov-07-2023