Gambaran keseluruhan kuasa tinggilaser semikonduktorpembangunan bahagian satu
Apabila kecekapan dan kuasa terus bertambah baik, diod laser(pemacu diod laser) akan terus menggantikan teknologi tradisional, dengan itu mengubah cara sesuatu dibuat dan membolehkan pembangunan perkara baharu. Pemahaman tentang peningkatan ketara dalam laser semikonduktor berkuasa tinggi juga terhad. Penukaran elektron kepada laser melalui semikonduktor pertama kali ditunjukkan pada tahun 1962, dan pelbagai kemajuan pelengkap telah diikuti yang telah mendorong kemajuan besar dalam penukaran elektron kepada laser produktiviti tinggi. Kemajuan ini telah menyokong aplikasi penting daripada storan optik kepada rangkaian optik kepada pelbagai bidang perindustrian.
Kajian semula kemajuan ini dan kemajuan terkumpulnya menonjolkan potensi untuk kesan yang lebih besar dan lebih meluas dalam banyak bidang ekonomi. Malah, dengan penambahbaikan berterusan laser semikonduktor berkuasa tinggi, bidang aplikasinya akan mempercepatkan pengembangan, dan akan memberi kesan yang mendalam kepada pertumbuhan ekonomi.
Rajah 1: Perbandingan kecerahan dan hukum Moore bagi laser semikonduktor berkuasa tinggi
Laser keadaan pepejal yang dipam diod danlaser gentian
Kemajuan dalam laser semikonduktor berkuasa tinggi juga telah membawa kepada pembangunan teknologi laser hiliran, di mana laser semikonduktor biasanya digunakan untuk merangsang (memompa) kristal terdop (laser keadaan pepejal yang dipam diod) atau gentian terdop (laser gentian).
Walaupun laser semikonduktor menyediakan tenaga laser yang cekap, kecil dan kos rendah, ia juga mempunyai dua batasan utama: ia tidak menyimpan tenaga dan kecerahannya terhad. Pada asasnya, banyak aplikasi memerlukan dua laser berguna; Satu digunakan untuk menukar elektrik kepada pelepasan laser, dan satu lagi digunakan untuk meningkatkan kecerahan pelepasan itu.
Laser keadaan pepejal yang dipam diod.
Pada akhir 1980-an, penggunaan laser semikonduktor untuk mengepam laser keadaan pepejal mula mendapat minat komersial yang ketara. Laser keadaan pepejal yang dipam diod (DPSSL) secara mendadak mengurangkan saiz dan kerumitan sistem pengurusan haba (terutamanya penyejuk kitaran) dan modul perolehan, yang secara sejarah telah menggunakan lampu arka untuk mengepam kristal laser keadaan pepejal.
Panjang gelombang laser semikonduktor dipilih berdasarkan pertindihan ciri penyerapan spektrum dengan medium perolehan laser keadaan pepejal, yang boleh mengurangkan beban haba dengan ketara berbanding dengan spektrum pelepasan jalur lebar lampu arka. Memandangkan populariti laser berdop neodymium yang memancarkan panjang gelombang 1064nm, laser semikonduktor 808nm telah menjadi produk paling produktif dalam pengeluaran laser semikonduktor selama lebih daripada 20 tahun.
Kecekapan pengepaman diod yang dipertingkatkan bagi generasi kedua dimungkinkan oleh peningkatan kecerahan laser semikonduktor berbilang mod dan keupayaan untuk menstabilkan lebar garis pancaran sempit menggunakan kisi-kisi Bragg pukal (VBGS) pada pertengahan 2000-an. Ciri-ciri penyerapan spektrum yang lemah dan sempit sekitar 880nm telah menimbulkan minat yang besar terhadap diod pam kecerahan tinggi yang stabil secara spektrum. Laser berprestasi tinggi ini memungkinkan untuk mengepam neodymium terus pada tahap laser atas 4F3/2, mengurangkan defisit kuantum dan dengan itu meningkatkan pengekstrakan mod asas pada kuasa purata yang lebih tinggi, yang sebaliknya akan dihadkan oleh kanta haba.
Menjelang awal dekad kedua abad ini, kami menyaksikan peningkatan kuasa yang ketara dalam laser 1064nm mod melintang tunggal, serta laser penukaran frekuensinya yang beroperasi dalam panjang gelombang yang boleh dilihat dan ultraviolet. Memandangkan jangka hayat tenaga atas yang panjang bagi Nd: YAG dan Nd: YVO4, operasi DPSSL Q-switched ini memberikan tenaga nadi tinggi dan kuasa puncak, menjadikannya sesuai untuk pemprosesan bahan ablatif dan aplikasi pemesinan mikro berketepatan tinggi.
Masa siaran: Nov-06-2023