Обзор высокой мощностиПолупроводник лазерразработка часть первая
Поскольку эффективность и мощность продолжают улучшаться, лазерные диоды (Драйвер лазерных диодов) будет продолжать заменять традиционные технологии, тем самым изменив то, как все делается, и обеспечивая разработку новых вещей. Понимание значительных улучшений в мощных полупроводниковых лазерах также ограничено. Преобразование электронов в лазеры через полупроводники были впервые продемонстрированы в 1962 году, и последовало широкий спектр дополнительных достижений, которые привели к огромным достижениям в конверсии электронов в лазеры с высокой продуктивностью. Эти достижения поддержали важные приложения от оптического хранения до оптических сетей до широкого спектра промышленных областей.
Обзор этих достижений и их совокупного прогресса подчеркивает потенциал для еще большего и более распространенного воздействия во многих областях экономики. Фактически, с постоянным улучшением мощных полупроводниковых лазеров, его область применения будет ускорить расширение и окажет глубокое влияние на экономический рост.
Рисунок 1: Сравнение яркости и закона Мур с высокой мощностью полупроводниковых лазеров
Твердотельные лазеры с диодом иволокнистые лазеры
Достижения в мощных полупроводниковых лазерах также привели к разработке технологии нижестоящей лазерной технологии, где полупроводниковые лазеры обычно используются для возбуждения (насосные) легированные кристаллы (диодные твердотельные лазеры) или легированные волокны (волокно-лазеры).
Хотя полупроводниковые лазеры обеспечивают эффективную, небольшую и недорогую лазерную энергию, они также имеют два ключевых ограничения: они не хранят энергию, а их яркость ограничена. По сути, многие приложения требуют двух полезных лазеров; Один используется для преобразования электричества в лазерное излучение, а другой используется для повышения яркости этого излучения.
Диодные твердотельные лазеры.
В конце 1980-х годов использование полупроводниковых лазеров для накачки твердотельных лазеров начало получать значительный коммерческий интерес. Твердовые лазеры с диодом (DPSSL) значительно уменьшают размер и сложность систем теплового управления (в первую очередь велосипедные охлаждения) и усиления модулей, которые исторически использовали дуговые лампы для накачки твердотельных лазерных кристаллов.
Длина волны полупроводникового лазера выбирается на основе перекрытия спектральных характеристик поглощения с помощью усилительной среды твердотельного лазера, что может значительно снизить тепловую нагрузку по сравнению со широкополосным спектром эмиссии дуговой лампы. Учитывая популярность лазеров, легированных неодимием, излучающими длину волны 1064 нм, полупроводниковый лазер 808 нм стал наиболее продуктивным продуктом в полупроводниковом лазерном производстве более 20 лет.
Улучшенная эффективность диода накачки второго поколения стала возможной благодаря повышенной яркости многомодовых полупроводниковых лазеров и способности стабилизировать узкую ширину линейки излучения с использованием объемных решетки Bragg (VBG) в середине 2000-х годов. Слабые и узкие спектральные характеристики поглощения около 880 нм вызвали большой интерес к спектрально стабильным диодам насосов с высокой яркости. Эти лазеры с более высокой производительностью позволяют накачать неодимий непосредственно на верхнем лазерном уровне 4F3/2, снижая квантовый дефицит и тем самым улучшая извлечение фундаментальной режима при более высокой средней мощности, что в противном случае было бы ограничено тепловыми линзами.
К началу второго десятилетия этого столетия мы стали свидетелями значительного увеличения мощности в однопольном режиме 1064-нм лазеров, а также их лазеры преобразования частоты, работающие на видимых и ультрафиолетовых длинах волн. Учитывая длительное время жизни в верхней энергии ND: YAG и ND: YVO4, эти операции DPSSL Q-переключатели обеспечивают высокую энергию импульса и пиковую мощность, что делает их идеальными для обработки аблятивных материалов и применения микрообработки с высокой степенью.
Время сообщения: ноябрь-06-2023