Pregled velike snagepoluvodički laserprvi dio razvoja
Kako se učinkovitost i snaga nastavljaju poboljšavati, laserske diode (drajver za laserske diode) nastavit će zamjenjivati tradicionalne tehnologije, mijenjajući tako način na koji se stvari izrađuju i omogućujući razvoj novih stvari. Razumijevanje značajnih poboljšanja u poluvodičkim laserima velike snage također je ograničeno. Pretvorba elektrona u lasere putem poluvodiča prvi je put demonstrirana 1962. godine, a uslijedio je niz komplementarnih napredaka koji su doveli do golemog napretka u pretvorbi elektrona u lasere visoke produktivnosti. Ovaj napredak je podržao važne aplikacije od optičke pohrane do optičkog umrežavanja do širokog raspona industrijskih područja.
Pregled ovih napredaka i njihovog kumulativnog napretka naglašava potencijal za još veći i prodorniji učinak u mnogim područjima gospodarstva. Zapravo, uz kontinuirano poboljšanje poluvodičkih lasera velike snage, njegovo područje primjene ubrzat će širenje i imat će dubok utjecaj na gospodarski rast.
Slika 1: Usporedba luminancije i Mooreovog zakona poluvodičkih lasera velike snage
Solid-state laseri s diodnom pumpom ivlaknasti laseri
Napredak u poluvodičkim laserima velike snage također je doveo do razvoja nizvodne laserske tehnologije, gdje se poluvodički laseri obično koriste za pobuđivanje (pumpanje) dopiranih kristala (diodno pumpani solid-state laseri) ili dopiranih vlakana (fiber laseri).
Iako poluvodički laseri daju učinkovitu, malu i jeftinu lasersku energiju, oni također imaju dva ključna ograničenja: ne pohranjuju energiju i njihova je svjetlina ograničena. U osnovi, mnoge primjene zahtijevaju dva korisna lasera; Jedan se koristi za pretvaranje električne energije u lasersku emisiju, a drugi se koristi za pojačavanje svjetline te emisije.
Solid-state laseri s diodnom pumpom.
U kasnim 1980-ima, upotreba poluvodičkih lasera za pumpanje lasera u čvrstom stanju počela je dobivati značajan komercijalni interes. Solid-state laseri s diodnom pumpom (DPSSL) dramatično smanjuju veličinu i složenost sustava upravljanja toplinom (prvenstveno cikličkih hladnjaka) i modula pojačanja, koji su povijesno koristili lučne svjetiljke za pumpanje solid-state laserskih kristala.
Valna duljina poluvodičkog lasera odabire se na temelju preklapanja spektralnih apsorpcijskih karakteristika s medijem pojačanja krutog lasera, što može značajno smanjiti toplinsko opterećenje u usporedbi sa širokopojasnim spektrom emisije lučne svjetiljke. S obzirom na popularnost lasera dopiranih neodimijem koji emitiraju valne duljine od 1064 nm, poluvodički laser od 808 nm postao je najproduktivniji proizvod u proizvodnji poluvodičkih lasera u više od 20 godina.
Poboljšana učinkovitost diodnog pumpanja druge generacije omogućena je povećanom svjetlinom višemodnih poluvodičkih lasera i sposobnošću stabilizacije uskih širina emisijskih linija korištenjem bulk Braggovih rešetki (VBGS) sredinom 2000-ih. Slabe i uske spektralne apsorpcijske karakteristike od oko 880 nm pobudile su veliko zanimanje za spektralno stabilne pumpne diode visoke svjetline. Ovi laseri viših performansi omogućuju izravno pumpanje neodimija na gornjoj razini lasera od 4F3/2, smanjujući kvantne nedostatke i time poboljšavajući ekstrakciju osnovnog moda pri višoj prosječnoj snazi, koja bi inače bila ograničena toplinskim lećama.
Početkom drugog desetljeća ovog stoljeća svjedočili smo značajnom povećanju snage lasera s jednim poprečnim modom od 1064 nm, kao i njihovih lasera za konverziju frekvencije koji rade u vidljivim i ultraljubičastim valnim duljinama. S obzirom na dug životni vijek gornje energije Nd: YAG i Nd: YVO4, ove DPSSL Q-sklopke operacije daju visoku energiju pulsa i vršnu snagu, što ih čini idealnim za ablativnu obradu materijala i visokoprecizne mikrostrojne primjene.
Vrijeme objave: 6. studenog 2023