Pregled velike snagepoluvodički laserrazvoj, drugi dio
Vlaknasti laser.
Vlaknasti laseri pružaju isplativ način pretvorbe svjetline poluvodičkih lasera velike snage. Iako optika za multipleksiranje valnih duljina može pretvoriti poluvodičke lasere relativno niske svjetline u svjetlije, to dolazi po cijenu povećane spektralne širine i fotomehaničke složenosti. Vlaknasti laseri pokazali su se posebno učinkovitima u pretvorbi svjetline.
Dvostruko obložena vlakna uvedena 1990-ih, korištenjem jednomodne jezgre okružene višemodnim omotačem, mogu učinkovito uvesti snažnije i jeftinije višemodne poluvodičke pumpne lasere u vlakno, stvarajući ekonomičniji način pretvaranja snažnih poluvodičkih lasera u svjetlije izvore svjetlosti. Kod vlakana dopiranih iterbijem (Yb), pumpa pobuđuje široki apsorpcijski pojas centriran na 915 nm ili uži apsorpcijski pojas blizu 976 nm. Kako se valna duljina pumpanja približava valnoj duljini laserskog djelovanja vlaknastog lasera, takozvani kvantni deficit se smanjuje, maksimizirajući učinkovitost i minimizirajući količinu otpadne topline koju je potrebno raspršiti.
Vlaknasti laserii diodno pumpani laseri u čvrstom stanju oslanjaju se na povećanje svjetlinediodni laserOpćenito, kako se svjetlina diodnih lasera nastavlja poboljšavati, povećava se i snaga lasera koje oni pumpaju. Poboljšanje svjetline poluvodičkih lasera obično potiče učinkovitiju pretvorbu svjetline.
Kao što očekujemo, prostorna i spektralna svjetlina bit će nužne za buduće sustave koji će omogućiti pumpanje s niskim kvantnim deficitom za uske apsorpcijske značajke u laserima čvrstog stanja, kao i sheme ponovne upotrebe gustih valnih duljina za izravne primjene poluvodičkih lasera.
Slika 2: Povećana svjetlina velike snagepoluvodički laseriomogućuje proširenje aplikacija
Tržište i primjena
Napredak u snažnim poluvodičkim laserima omogućio je mnoge važne primjene. Budući da je cijena po vatu svjetline snažnih poluvodičkih lasera eksponencijalno smanjena, ovi laseri zamjenjuju stare tehnologije i omogućuju nove kategorije proizvoda.
S porastom troškova i performansi za više od 10 puta svakog desetljeća, visokosnažni poluvodički laseri poremetili su tržište na neočekivane načine. Iako je teško precizno predvidjeti buduće primjene, poučno je osvrnuti se na protekla tri desetljeća kako bismo zamislili mogućnosti sljedećeg desetljeća (vidi sliku 2).
Kada je Hall prije više od 50 godina demonstrirao poluvodičke lasere, pokrenuo je tehnološku revoluciju. Poput Mooreovog zakona, nitko nije mogao predvidjeti briljantna postignuća visokosnažnih poluvodičkih lasera koja su uslijedila s nizom različitih inovacija.
Budućnost poluvodičkih lasera
Ne postoje temeljni zakoni fizike koji upravljaju tim poboljšanjima, ali kontinuirani tehnološki napredak vjerojatno će održati ovaj eksponencijalni razvoj u sjaju. Poluvodički laseri nastavit će zamjenjivati tradicionalne tehnologije i dodatno će promijeniti način na koji se stvari proizvode. Što je još važnije za gospodarski rast, snažni poluvodički laseri također će promijeniti ono što se može proizvesti.
Vrijeme objave: 07.11.2023.