Pārskats par lieljaudas pusvadītāju lāzera izstrādes otro daļu

Pārskats par lielu jaudupusvadītāju lāzersattīstības otrā daļa

Šķiedru lāzers.
Šķiedru lāzeri nodrošina izmaksu ziņā efektīvu veidu, kā pārveidot lieljaudas pusvadītāju lāzeru spilgtumu. Lai gan viļņu garuma multipleksēšanas optika var pārveidot salīdzinoši zema spilgtuma pusvadītāju lāzerus spilgtākos, tas notiek uz palielināta spektra platuma un fotomehāniskās sarežģītības rēķina. Šķiedru lāzeri ir izrādījušies īpaši efektīvi spilgtuma pārveidošanā.

Divkāršās pārklājuma šķiedras, kas tika ieviestas 90. gados, izmantojot vienmoda serdi, ko ieskauj daudzmodu apšuvums, var efektīvi ieviest šķiedrā jaudīgākus un lētākus daudzmodu pusvadītāju sūkņu lāzerus, radot ekonomiskāku veidu, kā pārveidot lieljaudas pusvadītāju lāzerus. spilgtākos gaismas avotos. Ar iterbija leģētām (Yb) šķiedrām sūknis ierosina plašu absorbcijas joslu, kuras centrs ir 915 nm, vai šaurāku absorbcijas joslu pie 976 nm. Kad sūknēšanas viļņa garums tuvojas šķiedru lāzera lāzera viļņa garumam, tiek samazināts tā sauktais kvantu deficīts, palielinot efektivitāti un samazinot izkliedējamā siltuma daudzumu.

Šķiedru lāzeriun ar diodes sūknēti cietvielu lāzeri paļaujas uz spilgtuma palielināšanosdiožu lāzers. Kopumā, turpinot uzlaboties diožu lāzeru spilgtumam, palielinās arī to sūknēto lāzeru jauda. Pusvadītāju lāzeru spilgtuma uzlabošanai ir tendence veicināt efektīvāku spilgtuma pārveidošanu.

Kā mēs sagaidām, telpiskais un spektrālais spilgtums būs nepieciešams nākotnes sistēmām, kas ļaus sūknēt zemu kvantu deficītu šaurām absorbcijas funkcijām cietvielu lāzeros, kā arī blīvu 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 padarījusi iespējamus daudzus svarīgus lietojumus. Tā kā lieljaudas pusvadītāju lāzeru izmaksas par spilgtuma vatu ir eksponenciāli samazinātas, šie lāzeri gan aizstāj vecās tehnoloģijas, gan nodrošina jaunas produktu kategorijas.

Katru desmit gadu laikā izmaksām un veiktspējai uzlabojoties vairāk nekā 10 reizes, lieljaudas pusvadītāju lāzeri ir radījuši tirgus traucējumus neparedzētā veidā. Lai gan ir grūti precīzi paredzēt nākotnes lietojumus, ir arī pamācoši atskatīties uz pēdējām trīs desmitgadēm, lai iedomāties nākamās desmitgades iespējas (sk. 2. attēlu).

Kad Hols pirms vairāk nekā 50 gadiem demonstrēja pusvadītāju lāzerus, viņš uzsāka tehnoloģisku revolūciju. Tāpat kā Mūra likums, neviens nevarēja paredzēt lieljaudas pusvadītāju lāzeru izcilos sasniegumus, kas sekoja dažādiem jauninājumiem.

Pusvadītāju lāzeru nākotne
Nav nekādu fundamentālu fizikas likumu, kas regulētu šos uzlabojumus, taču pastāvīgs tehnoloģiskais progress, visticamāk, uzturēs šo eksponenciālo attīstību krāšņumā. Pusvadītāju lāzeri turpinās aizstāt tradicionālās tehnoloģijas un vēl vairāk mainīs veidu, kā lietas tiek ražotas. Vēl svarīgāk ekonomikas izaugsmei ir tas, ka lieljaudas pusvadītāju lāzeri mainīs arī to, ko var izgatavot.