Gambaran keseluruhan kuasa tinggilaser semikonduktorpembangunan bahagian satu
Memandangkan kecekapan dan kuasa terus bertambah baik, diod laser (pemacu diod laser) akan terus menggantikan teknologi tradisional, sekali gus mengubah cara sesuatu dibuat dan membolehkan pembangunan benda-benda baharu. Pemahaman tentang penambahbaikan 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 menyusul yang telah memacu kemajuan besar dalam penukaran elektron kepada laser berproduktiviti tinggi. Kemajuan ini telah menyokong aplikasi penting daripada storan optik kepada rangkaian optik kepada pelbagai bidang perindustrian.
Kajian semula kemajuan ini dan kemajuan kumulatifnya mengetengahkan potensi impak yang lebih besar dan meluas dalam banyak bidang ekonomi. Malah, dengan penambahbaikan berterusan laser semikonduktor berkuasa tinggi, bidang aplikasinya akan mempercepatkan pengembangan, dan akan memberi impak yang mendalam terhadap pertumbuhan ekonomi.
Rajah 1: Perbandingan pencahayaan 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 mengujakan (mengepam) kristal yang didop (laser keadaan pepejal yang dipam diod) atau gentian yang didop (laser gentian).
Walaupun laser semikonduktor menyediakan tenaga laser yang cekap, kecil dan berkos rendah, ia juga mempunyai dua batasan utama: ia tidak menyimpan tenaga dan kecerahannya terhad. Pada asasnya, banyak aplikasi memerlukan dua laser yang berguna; Satu digunakan untuk menukar elektrik kepada pancaran laser, dan satu lagi digunakan untuk meningkatkan kecerahan pancaran tersebut.
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 terma (terutamanya penyejuk kitaran) dan modul gandaan, yang secara sejarahnya telah menggunakan lampu arka untuk mengepam kristal laser keadaan pepejal.
Panjang gelombang laser semikonduktor dipilih berdasarkan pertindihan ciri penyerapan spektrum dengan medium gandaan laser keadaan pepejal, yang dapat mengurangkan beban haba dengan ketara berbanding spektrum pancaran jalur lebar lampu arka. Memandangkan populariti laser dop 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 garisan pancaran sempit menggunakan kekisi Bragg pukal (VBGS) pada pertengahan tahun 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 membolehkan pengepaman neodymium terus pada paras 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 terma.
Menjelang awal dekad kedua abad ini, kita menyaksikan peningkatan kuasa yang ketara dalam laser mod melintang tunggal 1064nm, serta laser penukaran frekuensinya yang beroperasi dalam panjang gelombang yang boleh dilihat dan ultraungu. Memandangkan jangka hayat tenaga atas Nd: YAG dan Nd: YVO4 yang panjang, operasi suis Q DPSSL ini menyediakan tenaga denyut yang tinggi dan kuasa puncak, menjadikannya sesuai untuk pemprosesan bahan ablatif dan aplikasi pemesinan mikro berketepatan tinggi.
Masa siaran: 06 Nov-2023