Огляд високої потужностінапівпровідниковий лазеррозвиток, частина друга
Волоконний лазер.
Волоконні лазери забезпечують економічно ефективний спосіб перетворення яскравості потужних напівпровідникових лазерів. Хоча оптика мультиплексування довжин хвиль може перетворювати напівпровідникові лазери з відносно низькою яскравістю на яскравіші, це відбувається за рахунок збільшення спектральної ширини та фотомеханічної складності. Волоконні лазери виявилися особливо ефективними в перетворенні яскравості.
Подвійно обкладені волокна, представлені в 1990-х роках, з використанням одномодового осердя, оточеного багатомодовою оболонкою, можуть ефективно вводити потужніші та дешевші багатомодові напівпровідникові лазери накачування у волокно, створюючи більш економічний спосіб перетворення потужних напівпровідникових лазерів на яскравіші джерела світла. У волоконах, легованих ітербієм (Yb), накачування збуджує широку смугу поглинання з центром 915 нм або вужчу смугу поглинання поблизу 976 нм. Коли довжина хвилі накачування наближається до довжини хвилі генерації волоконного лазера, так званий квантовий дефіцит зменшується, що максимізує ефективність і мінімізує кількість відпрацьованого тепла, яке необхідно розсіювати.
Волоконні лазериі твердотільні лазери з діодним накачуванням покладаються на збільшення яскравостідіодний лазерЗагалом, зі зростанням яскравості діодних лазерів, потужність лазерів, які вони накачують, також зростає. Покращення яскравості напівпровідникових лазерів, як правило, сприяє ефективнішому перетворенню яскравості.
Як ми очікуємо, просторова та спектральна яскравість будуть необхідні для майбутніх систем, які дозволять використовувати низькоквантове дефіцитне накачування для вузьких характеристик поглинання в твердотільних лазерах, а також схеми повторного використання щільних довжин хвиль для прямих застосувань напівпровідникових лазерів.
Рисунок 2: Збільшена яскравість потужних дисплеївнапівпровідникові лазеридозволяє розширювати додатки
Ринок та застосування
Досягнення у сфері потужних напівпровідникових лазерів зробили можливими багато важливих застосувань. Оскільки вартість одного ватту яскравості потужних напівпровідникових лазерів знизилася експоненціально, ці лазери замінюють старі технології та дозволяють створювати нові категорії продуктів.
Оскільки вартість та продуктивність зростають більш ніж у 10 разів кожне десятиліття, потужні напівпровідникові лазери неочікувано змінили ринок. Хоча важко точно передбачити майбутнє застосування, також повчально озирнутися на останні три десятиліття, щоб уявити можливості наступного десятиліття (див. Рисунок 2).
Коли Холл продемонстрував напівпровідникові лазери понад 50 років тому, він започаткував технологічну революцію. Як і у випадку із законом Мура, ніхто не міг передбачити блискучі досягнення потужних напівпровідникових лазерів, які послідували за цим разом із різноманітними інноваціями.
Майбутнє напівпровідникових лазерів
Немає фундаментальних законів фізики, які б керували цими вдосконаленнями, але постійний технологічний прогрес, ймовірно, підтримуватиме цей експоненціальний розвиток у блискучій формі. Напівпровідникові лазери продовжуватимуть замінювати традиційні технології та ще більше змінюватимуть спосіб виробництва. Що ще важливіше для економічного зростання, потужні напівпровідникові лазери також змінять те, що можна виробляти.
Час публікації: 07 листопада 2023 р.