Огляд розвитку лазерного розвитку лазерного розвитку високої потужності

Огляд великої потужностінапівпровідниковий лазерЧастина розвитку перша

Оскільки ефективність та потужність продовжують покращуватися, лазерні діоди (драйвер лазерних діодів) продовжуватиме замінювати традиційні технології, тим самим змінюючи спосіб виготовлення та дозволу розвитку нових речей. Розуміння значних поліпшень високопровідних лазерів також обмежене. Перетворення електронів у лазери за допомогою напівпровідників вперше було продемонстровано в 1962 році, і дотримувалося широкий спектр додаткових досягнень, які спричинили величезні досягнення в перетворенні електронів на лазери високої продуктивності. Ці досягнення підтримували важливі програми від оптичного зберігання до оптичної мережі до широкого спектру промислових полів.

Огляд цих досягнень та їх кумулятивного прогресу підкреслює потенціал для ще більшого та більш поширеного впливу у багатьох сферах економіки. Насправді, з постійним вдосконаленням високопровідних напівпровідникових лазерів, його сфера застосування прискорить розширення та матиме глибокий вплив на економічне зростання.

Рисунок 1: Порівняння закону про яскравість та Мура про лазери з високою потужністю

Діод-присутні твердотільні лазери таволокно -лазери

Успіхи в напівпровідникових лазерах високої потужності також призвели до розробки лазерної технології вниз за течією, де напівпровідникові лазери зазвичай використовуються для збудження (насосів) допедних кристалів (діодних твердотільних лазерів) або допедних волокон (волоконно-лазери).

Хоча напівпровідникові лазери забезпечують ефективну, малу та недорогу лазерну енергію, вони також мають два ключові обмеження: вони не зберігають енергію, а їх яскравість обмежена. В основному, багато додатків потребують двох корисних лазерів; Один використовується для перетворення електроенергії в лазерну викиди, а другий використовується для підвищення яскравості цього випромінювання.

Діод-присутні твердотільні лазери.
Наприкінці 1980-х використання напівпровідникових лазерів для накачування твердотільних лазерів почало набути значного комерційного інтересу. Діод-присутні твердотільні лазери (DPSSL) різко знижують розмір та складність систем термічного управління (насамперед охолоджувачі циклу) та модулі накопичення, які історично використовували дугові лампи для накачування твердотільних лазерних кристалів.

Довжина хвилі напівпровідникового лазера вибирається на основі перекриття спектральних характеристик поглинання із посиленням середовища твердотільного лазера, що може значно зменшити теплове навантаження порівняно з широкосмуговим спектром емісії дуги. Враховуючи популярність лазерів, що лежать у неодимії, що випромінюють довжину хвилі 1064 нм, лазер напівпровідника 808 нм став найбільш продуктивним продуктом у виробництві напівпровідників протягом більше 20 років.

Вдосконалена ефективність відкачування діодів другого покоління стала можливою завдяки підвищеній яскравості багатомодових напівпровідникових лазерів та здатністю стабілізувати вузькі ширини викидів, використовуючи масові щілини (VBGS) у середині 2000-х. Слабкі та вузькі спектральні характеристики поглинання близько 880 нм викликали великий інтерес до спектрально стійких діодів високої яскравості. Ці більш високі показники продуктивності дають можливість перекачувати неодимію безпосередньо на верхньому лазерному рівні 4F3/2, зменшуючи квантовий дефіцит і тим самим покращуючи вилучення фундаментального режиму при більш високій середній потужності, яка в іншому випадку була б обмежена тепловими лінзами.

До початку другого десятиліття цього століття ми були свідками значного збільшення потужності в одновідверному режимі 1064 нм, а також лазерами їх перетворення частоти, що працюють у видимих ​​та ультрафіолетових довжинах хвиль. Враховуючи довгий верхній термін експлуатації енергії ND: YAG та ND: YVO4, ці операції з перемиканням DPSSL Q забезпечують високу енергію імпульсу та піку, що робить їх ідеальними для обробки абляційних матеріалів та високоточних застосувань мікромашина.