Gambaran keseluruhan kuasa tinggilaser semikonduktorpembangunan bahagian dua
Laser gentian.
Laser gentian menyediakan cara yang kos efektif untuk menukar kecerahan laser semikonduktor berkuasa tinggi. Walaupun optik pemultipleksan panjang gelombang boleh menukar laser semikonduktor berkecerahan rendah kepada yang lebih cerah, ini mengakibatkan peningkatan lebar spektrum dan kerumitan fotomekanikal. Laser gentian telah terbukti sangat berkesan dalam penukaran kecerahan.
Gentian berlapis dua yang diperkenalkan pada tahun 1990-an, menggunakan teras mod tunggal yang dikelilingi oleh pelapisan berbilang mod, boleh memperkenalkan laser pam semikonduktor berbilang mod berkuasa tinggi dan berkos rendah ke dalam gentian dengan berkesan, mewujudkan cara yang lebih menjimatkan untuk menukar laser semikonduktor berkuasa tinggi kepada sumber cahaya yang lebih terang. Bagi gentian yang didop ytterbium (Yb), pam mengujakan jalur penyerapan yang luas berpusat pada 915nm, atau jalur penyerapan yang lebih sempit berhampiran 976nm. Apabila panjang gelombang pam menghampiri panjang gelombang pengelas laser gentian, defisit kuantum yang dipanggil berkurangan, memaksimumkan kecekapan dan meminimumkan jumlah haba buangan yang perlu dilepaskan.
Laser gentiandan laser keadaan pepejal yang dipam diod kedua-duanya bergantung pada peningkatan kecerahanlaser diodSecara amnya, apabila kecerahan laser diod terus bertambah baik, kuasa laser yang dipamnya juga meningkat. Peningkatan kecerahan laser semikonduktor cenderung untuk menggalakkan penukaran kecerahan yang lebih cekap.
Seperti yang kami jangkakan, kecerahan ruang dan spektrum diperlukan untuk sistem masa hadapan yang akan membolehkan pengepaman defisit kuantum yang rendah untuk ciri penyerapan sempit dalam laser keadaan pepejal, serta skema penggunaan semula panjang gelombang padat untuk aplikasi laser semikonduktor langsung.
Rajah 2: Peningkatan kecerahan kuasa tinggilaser semikonduktormembolehkan aplikasi dikembangkan
Pasaran dan aplikasi
Kemajuan dalam laser semikonduktor berkuasa tinggi telah memungkinkan banyak aplikasi penting. Memandangkan kos setiap watt kecerahan laser semikonduktor berkuasa tinggi telah dikurangkan secara eksponen, laser ini menggantikan teknologi lama dan membolehkan kategori produk baharu.
Dengan kos dan prestasi yang meningkat lebih daripada 10 kali ganda setiap dekad, laser semikonduktor berkuasa tinggi telah mengganggu pasaran dengan cara yang tidak dijangka. Walaupun sukar untuk meramalkan aplikasi masa hadapan dengan tepat, adalah juga penting untuk melihat kembali tiga dekad yang lalu untuk membayangkan kemungkinan dekad akan datang (lihat Rajah 2).
Apabila Hall menunjukkan laser semikonduktor lebih 50 tahun yang lalu, beliau telah melancarkan revolusi teknologi. Seperti Hukum Moore, tiada siapa yang dapat meramalkan pencapaian cemerlang laser semikonduktor berkuasa tinggi yang menyusul dengan pelbagai inovasi yang berbeza.
Masa depan laser semikonduktor
Tiada hukum fizik asas yang mengawal penambahbaikan ini, tetapi kemajuan teknologi yang berterusan berkemungkinan akan mengekalkan perkembangan eksponen ini dalam kegemilangan. Laser semikonduktor akan terus menggantikan teknologi tradisional dan akan mengubah lagi cara sesuatu dibuat. Lebih penting lagi untuk pertumbuhan ekonomi, laser semikonduktor berkuasa tinggi juga akan mengubah apa yang boleh dibuat.
Masa siaran: 07-Nov-2023