Lieljaudas pārskatspusvadītāju lāzersattīstības pirmā daļa
Tā kā efektivitāte un jauda turpina uzlaboties, lāzerdiodes (lāzera diožu draiveris) turpinās aizstāt tradicionālās tehnoloģijas, tādējādi mainot lietu ražošanas veidu un dodot iespēju izstrādāt jaunas lietas. Izpratne par ievērojamiem uzlabojumiem lieljaudas pusvadītāju lāzeros arī ir ierobežota. Elektronu pārveidošana lāzeros, izmantojot pusvadītājus, pirmo reizi tika demonstrēta 1962. gadā, un tai sekoja plašs papildinošu sasniegumu klāsts, kas ir veicinājis milzīgu progresu elektronu pārveidošanā par augstas produktivitātes lāzeriem. Šie sasniegumi ir atbalstījuši svarīgus pielietojumus, sākot no optiskās atmiņas līdz optiskajiem tīkliem un beidzot ar plašu rūpniecības jomu klāstu.
Šo sasniegumu un to kopējā progresa pārskats izceļ vēl lielākas un visaptverošākas ietekmes potenciālu daudzās ekonomikas jomās. Faktiski, nepārtraukti uzlabojot lieljaudas pusvadītāju lāzerus, to pielietojuma joma paātrinās paplašināšanos un būtiski ietekmēs ekonomikas izaugsmi.
1. attēls: Lieljaudas pusvadītāju lāzeru spilgtuma un Mūra likuma salīdzinājums
Diožu sūknētie cietvielu lāzeri unšķiedru lāzeri
Lieljaudas pusvadītāju lāzeru attīstība ir veicinājusi arī pakārtoto lāzertehnoloģiju attīstību, kur pusvadītāju lāzerus parasti izmanto, lai ierosinātu (pumpētu) leģētus kristālus (diodes sūknētus cietvielu lāzerus) vai leģētas šķiedras (šķiedru lāzerus).
Lai gan pusvadītāju lāzeri nodrošina efektīvu, mazu un lētu lāzera enerģiju, tiem ir arī divi galvenie ierobežojumi: tie neuzglabā enerģiju un to spilgtums ir ierobežots. Būtībā daudziem lietojumiem ir nepieciešami divi noderīgi lāzeri; viens tiek izmantots, lai pārveidotu elektrību lāzera emisijā, bet otrs tiek izmantots, lai uzlabotu šīs emisijas spilgtumu.
Ar diodēm sūknēti cietvielu lāzeri.
Astoņdesmito gadu beigās pusvadītāju lāzeru izmantošana cietvielu lāzeru sūknēšanai sāka gūt ievērojamu komerciālu interesi. Ar diodēm sūknētie cietvielu lāzeri (DPSSL) ievērojami samazina termiskās pārvaldības sistēmu (galvenokārt ciklu dzesētāju) un pastiprināšanas moduļu izmērus un sarežģītību, kuros vēsturiski cietvielu lāzeru kristālu sūknēšanai tika izmantotas loka lampas.
Pusvadītāju lāzera viļņa garums tiek izvēlēts, pamatojoties uz spektrālās absorbcijas raksturlielumu pārklāšanos ar cietvielu lāzera pastiprināšanas vidi, kas var ievērojami samazināt termisko slodzi, salīdzinot ar loka lampas platjoslas emisijas spektru. Ņemot vērā neodīma leģēto lāzeru, kas izstaro 1064 nm viļņa garumu, 808 nm pusvadītāju lāzers vairāk nekā 20 gadu laikā ir kļuvis par produktīvāko produktu pusvadītāju lāzeru ražošanā.
Otrās paaudzes uzlabotā diožu sūknēšanas efektivitāte bija iespējama, pateicoties daudzmodu pusvadītāju lāzeru palielinātajam spilgtumam un spējai stabilizēt šaurus emisijas līniju platumus, izmantojot tilpuma Brega režģus (VBGS) 2000. gadu vidū. Vājās un šaurās spektrālās absorbcijas īpašības aptuveni 880 nm apmērā ir izraisījušas lielu interesi par spektrāli stabilām augsta spilgtuma sūknēšanas diodēm. Šie augstākas veiktspējas lāzeri ļauj sūknēt neodīmu tieši augšējā lāzera līmenī 4F3/2, samazinot kvantu deficītu un tādējādi uzlabojot pamata režīma ieguvi ar lielāku vidējo jaudu, ko citādi ierobežotu termiskās lēcas.
Līdz šī gadsimta otrās desmitgades sākumam mēs bijām liecinieki ievērojamam jaudas pieaugumam vienšķērsvirziena režīmā 1064 nm lāzeros, kā arī to frekvences pārveidošanas lāzeros, kas darbojas redzamā un ultravioletā viļņu garumā. Ņemot vērā Nd:YAG un Nd:YVO4 ilgo augšējo enerģijas kalpošanas laiku, šīs DPSSL Q-pārslēdzamās darbības nodrošina augstu impulsa enerģiju un maksimālo jaudu, padarot tās ideāli piemērotas ablatīvai materiālu apstrādei un augstas precizitātes mikroapstrādes lietojumprogrammām.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 6. novembris