Pārskats par augstas enerģijas pusvadītāju lāzera attīstību otrā daļa

Pārskats par lielu jaudupusvadītāju lāzersAttīstības otrā daļa

Šķiedru lāzers.
Šķiedru lāzeri nodrošina rentablu veidu, kā pārveidot augstas jaudas pusvadītāju lāzeru spilgtumu. Kaut arī viļņu garuma multipleksēšanas optika var pārveidot salīdzinoši zemu spilgtuma pusvadītāju lāzerus gaišākos, tas nāk par paaugstinātu spektrālā platuma un fotomehāniskās sarežģītības cenu. Šķiedru lāzeri ir izrādījušies īpaši efektīvi spilgtuma pārveidošanā.

Divkāršās plaķētās šķiedras, kas ieviestas 1990. gados, izmantojot viena režīma kodolu, ko ieskauj daudzmodu apšuvums, var efektīvi ieviest šķiedrā lielāka jaudas, lētāku multimodu pusvadītāju sūkņa lāzerus, radot ekonomiskāku veidu, kā pārveidot augstas enerģijas pusvadītāju lāzerus gaišākos gaismas avotos. Ytterbium leģētām (YB) šķiedrām sūknis aizrauj plašu absorbcijas joslu, kuras centrā ir 915 nm vai šaurāka absorbcijas josla netālu no 976nm. Kad sūknēšanas viļņa garums tuvojas šķiedras lāzera lasing viļņa garumam, tiek samazināts tā sauktais kvantu deficīts, palielinot efektivitāti un samazinot atkritumu siltuma daudzumu, kas jāizkliedē.

Šķiedru lāzeriun diodes sūknēti cietvielu lāzeri gan paļaujas uz to, ka palielinās spilgtumsdiožu lāzersApvidū Kopumā, tā kā diodes lāzeru spilgtums turpina uzlaboties, palielinās arī to sūknēto lāzeru spēks. Pusvadītāju lāzeru spilgtuma uzlabošana mēdz veicināt efektīvāku spilgtuma pārveidošanu.

Kā mēs sagaidām, turpmākajām sistēmām būs nepieciešams telpiskais un spektrālais spilgtums, kas ļaus zemu kvantu deficīta sūknēšanu šaurām absorbcijas īpašībām cietvielu lāzeros, kā arī blīvu viļņa garuma atkārtotas izmantošanas shēmas tiešām pusvadītāju lāzera lietojumiem.

2. attēls: paaugstināts lieljaudas spilgtumspusvadītāju lāzeriĻauj paplašināt lietojumprogrammas

Tirgus un pielietojums

Augstas enerģijas pusvadītāju lāzeru sasniegumi ir ļāvuši daudzām svarīgām lietojumprogrammām. Tā kā lieljaudas pusvadītāju lāzeru izmaksas par spilgtumu ir eksponenciāli samazinātas, šie lāzeri gan aizstāj vecās tehnoloģijas, gan nodrošina jaunas produktu kategorijas.

Tā kā izmaksas un veiktspēja ir uzlabojusies vairāk nekā 10 reizes katru desmit gadu, lieljaudas pusvadītāju lāzeri negaidītā veidā ir izjaukuši tirgu. Lai gan ir grūti ar precizitāti paredzēt turpmākās lietojumprogrammas, ir arī pamācoši atskatīties pēdējās trīs desmitgadēs, lai iedomāties nākamās desmitgades iespējas (sk. 2. attēlu).

Kad Halle demonstrēja pusvadītāju lāzerus pirms vairāk nekā 50 gadiem, viņš uzsāka tehnoloģisko revolūciju. Līdzīgi kā Mūra likums, neviens nevarēja paredzēt lielo jaudas pusvadītāju lāzeru izcilus sasniegumus, kas sekoja ar dažādiem jauninājumiem.

Pusvadītāju lāzeru nākotne
Nav fizikas pamatlikumu, kas regulētu šos uzlabojumus, bet turpmākais tehnoloģiskais progress, iespējams, saglabās šo eksponenciālo attīstību krāšņumā. Pusvadītāju lāzeri turpinās aizstāt tradicionālās tehnoloģijas un vēl vairāk mainīs lietas. Vēl svarīgāk ir ekonomikas izaugsmei, lieljaudas pusvadītāju lāzeri arī mainīs to, ko var izdarīt.