Lieljaudas pārskatspusvadītāju lāzersattīstības otrā daļa
Šķiedru lāzers.
Šķiedru lāzeri nodrošina rentablu veidu, kā pārveidot lieljaudas pusvadītāju lāzeru spilgtumu. Lai gan viļņu garuma multipleksēšanas optika var pārveidot relatīvi zema spilgtuma pusvadītāju lāzerus par spilgtākiem, tas notiek, palielinot spektra platumu un fotomehānisko sarežģītību. Šķiedru lāzeri ir izrādījušies īpaši efektīvi spilgtuma pārveidošanā.
Divkārši pārklātas šķiedras, kas tika ieviestas 20. gs. deviņdesmitajos gados, izmantojot vienmodas kodolu, ko ieskauj daudzmodu apvalks, var efektīvi ievadīt šķiedrā lielākas jaudas un lētākus daudzmodu pusvadītāju sūknēšanas lāzerus, radot ekonomiskāku veidu, kā pārveidot lielas jaudas pusvadītāju lāzerus spilgtākos gaismas avotos. Ar iterbiju leģētām (Yb) šķiedrām sūknēšana ierosina plašu absorbcijas joslu, kuras centrs ir 915 nm, vai šaurāku absorbcijas joslu ap 976 nm. Kad sūknēšanas viļņa garums tuvojas šķiedras lāzera viļņa garumam, tā sauktais kvantu deficīts samazinās, maksimāli palielinot efektivitāti un samazinot izvadāmā siltuma daudzumu.
Šķiedru lāzeriGan diodes sūknētie cietvielu lāzeri balstās uz spilgtuma palielināšanosdiodes lāzersKopumā, palielinoties diožu lāzeru spilgtumam, palielinās arī to ģenerēto lāzeru jauda. Pusvadītāju lāzeru spilgtuma uzlabošana parasti veicina efektīvāku spilgtuma pārveidošanu.
Kā mēs sagaidām, telpiskā un spektrālā spilgtums būs nepieciešams nākotnes sistēmām, kas nodrošinās zemu kvantu deficīta sūknēšanu šaurām absorbcijas īpašībām cietvielu lāzeros, kā arī blīvas viļņu garuma atkārtotas izmantošanas shēmas tiešajiem pusvadītāju lāzeru lietojumiem.
2. attēls: Palielināts lieljaudas spilgtumspusvadītāju lāzeriļauj paplašināt lietojumprogrammas
Tirgus un pielietojums
Lieljaudas pusvadītāju lāzeru attīstība ir pavērusi iespējas daudziem svarīgiem pielietojumiem. Tā kā lieljaudas pusvadītāju lāzeru cena par spilgtuma vatu ir eksponenciāli samazinājusies, šie lāzeri gan aizstāj vecās tehnoloģijas, gan paver iespējas radīt jaunas produktu kategorijas.
Tā kā izmaksas un veiktspēja ik desmit gadus uzlabojas vairāk nekā 10 reizes, lieljaudas pusvadītāju lāzeri negaidītos veidos ir mainījuši tirgu. Lai gan ir grūti precīzi paredzēt nākotnes pielietojumu, ir arī pamācoši atskatīties uz pēdējām trim desmitgadēm, lai iztēlotos nākamās desmitgades iespējas (sk. 2. attēlu).
Kad Hols pirms vairāk nekā 50 gadiem demonstrēja pusvadītāju lāzerus, viņš aizsāka tehnoloģisko revolūciju. Tāpat kā Mūra likumu, neviens nevarēja paredzēt lieljaudas pusvadītāju lāzeru spožos sasniegumus, kam sekoja dažādi jaunievedumi.
Pusvadītāju lāzeru nākotne
Nav fundamentālu fizikas likumu, kas regulētu šos uzlabojumus, taču nepārtraukta tehnoloģiskā attīstība, visticamāk, uzturēs šo eksponenciālo attīstību krāšņumā. Pusvadītāju lāzeri turpinās aizstāt tradicionālās tehnoloģijas un vēl vairāk mainīs lietu ražošanas veidu. Vēl svarīgāk ekonomikas izaugsmei ir tas, ka lieljaudas pusvadītāju lāzeri mainīs arī to, ko var ražot.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 7. novembris