Overzicht van hoog vermogenhalfgeleiderlaserOntwikkelingsdeel één
Naarmate de efficiëntie en het vermogen blijven verbeteren, laserdioden (Laserdiodenstuurprogramma) zal traditionele technologieën blijven vervangen, waardoor de manier wordt veranderd waarop dingen worden gemaakt en de ontwikkeling van nieuwe dingen mogelijk maakt. Inzicht in de significante verbeteringen in krachtige halfgeleiderlasers is ook beperkt. De conversie van elektronen naar lasers via halfgeleiders werd voor het eerst aangetoond in 1962, en er is een breed scala aan complementaire vooruitgang gevolgd die enorme vooruitgang hebben geboekt in de conversie van elektronen in lasers met een hoge productiviteit. Deze vorderingen hebben belangrijke toepassingen ondersteund, van optische opslag tot optisch netwerken tot een breed scala van industriële velden.
Een evaluatie van deze vorderingen en hun cumulatieve vooruitgang wijst op het potentieel voor nog grotere en meer doordringende impact op veel gebieden van de economie. In feite, met de voortdurende verbetering van krachtige halfgeleiderlasers, zal het toepassingsveld de expansie versnellen en zal het een diepgaande impact hebben op de economische groei.
Figuur 1: Vergelijking van luminantie en Moore's wet van hoogmacht halfgeleider lasers
Diode-gepompte lasers vaste toestand enVezellasers
Vooruitgang in krachtige halfgeleiderslasers hebben ook geleid tot de ontwikkeling van stroomafwaartse lasertechnologie, waarbij halfgeleiderlasers meestal worden gebruikt om gedoteerde kristallen (pomp) (met diode-gepompte vaste staten lasers) of gedoteerde vezels (vezellasers) te exciteren.
Hoewel halfgeleider lasers efficiënte, kleine en goedkope laserergie bieden, hebben ze ook twee belangrijke beperkingen: ze slaan geen energie op en hun helderheid is beperkt. Kortom, veel toepassingen vereisen twee nuttige lasers; De ene wordt gebruikt om elektriciteit om te zetten in een laseremissie en de andere wordt gebruikt om de helderheid van die emissie te verbeteren.
Diode-gepompte lasers vaste toestand.
In de late jaren tachtig begon het gebruik van halfgeleiderlasers om lasers vaste toestand lasers te pompen aanzienlijk commercieel belang te krijgen. Diode-gepompte lasers met vaste toestand (DPSSL) verminderen de grootte en complexiteit van thermische beheersystemen (voornamelijk cycluskoelers) en verwervende modules drastisch, die historisch booglampen hebben gebruikt om vaste staten laserkristallen te pompen.
De golflengte van de halfgeleiderlaser wordt geselecteerd op basis van de overlapping van spectrale absorptie-eigenschappen met het versterkingsmedium van de vaste toestand laser, die de thermische belasting aanzienlijk kan verminderen in vergelijking met het breedbandemissiespectrum van de booglamp. Gezien de populariteit van neodymium-gedoteerde lasers die 1064 nm golflengte uitzenden, is de 808 nm halfgeleiderlaser al meer dan 20 jaar het meest productieve product in de productie van halfgeleiderslaser geworden.
De verbeterde diode-pompefficiëntie van de tweede generatie werd mogelijk gemaakt door de verhoogde helderheid van multi-mode halfgeleiderlasers en het vermogen om smalle emissielijnbreedtes te stabiliseren met behulp van bulk Bragg-roosters (VBG's) in het midden van de jaren 2000. De zwakke en smalle spectrale absorptiekarakteristieken van ongeveer 880 nm hebben grote interesse gewekt in spectraal stabiele hoge helderheidspompdiodes. Deze hogere prestatielasers maken het mogelijk om neodymium direct op het bovenste laseriveau van 4F3/2 te pompen, waardoor kwantumtekorten worden verminderd en daardoor de fundamentele modus -extractie bij een hoger gemiddelde vermogen zouden verbeteren, die anders zou worden beperkt door thermische lenzen.
Tegen het begin van het tweede decennium van deze eeuw waren we getuige van een significante machtsverhoging in lasers van een enkele transversale modus 1064nm, evenals hun frequentieconversielasers die in de zichtbare en ultraviolette golflengten werken. Gezien de lange levensduur van de bovenste energie van ND: YAG en ND: YVO4, bieden deze DPSSL Q-geschakelde bewerkingen hoge pulsenergie en piekvermogen, waardoor ze ideaal zijn voor ablatieve materiaalverwerking en hoogcisie micromachining-toepassingen.
Posttijd: nov-06-2023