Ülevaade suurest võimsusestpooljuhtlaserarengu teine osa
Kiudlaser.
Kiudlaserid pakuvad kulutõhusat viisi suure võimsusega pooljuhtlaserite heleduse muundamiseks. Kuigi lainepikkuste multipleksoptika abil saab suhteliselt väikese heledusega pooljuhtlasereid heledamateks muuta, toimub see suurenenud spektraallaiuse ja fotomehaanilise keerukuse hinnaga. Kiudlaserid on osutunud heleduse muundamisel eriti tõhusaks.
1990. aastatel kasutusele võetud kahekordse kattega kiud, mis kasutavad ühemoodilist südamikku, mida ümbritseb mitmemoodiline kate, võimaldavad tõhusalt kiusse sisestada suurema võimsuse ja odavama mitmemoodilisi pooljuhtpumplasereid, luues säästlikuma viisi suure võimsusega pooljuhtlaserite muutmiseks eredamateks valgusallikateks. Ütterbiumiga legeeritud (Yb) kiudude puhul ergastab pump laia neeldumisriba, mille keskpunkt on 915 nm, või kitsama neeldumisriba, mis on lainepikkuse 976 nm lähedal. Kui pumpamise lainepikkus läheneb kiudlaseri laserlainepikkusele, väheneb nn kvantdefitsiit, maksimeerides efektiivsust ja minimeerides hajutatava jääksoojuse hulka.
Kiudlaseridja dioodpumbaga tahkislaserid tuginevad mõlemad heleduse suurenemiseledioodlaserÜldiselt, kui dioodlaserite heleduse jätkuvalt paraneb, suureneb ka nende poolt pumpatavate laserite võimsus. Pooljuhtlaserite heleduse paranemine kipub soodustama tõhusamat heleduse muundamist.
Nagu me eeldame, on ruumiline ja spektraalne heledus vajalik tulevaste süsteemide jaoks, mis võimaldavad madala kvantdefitsiidiga pumpamist kitsaste neeldumisfunktsioonide jaoks tahkislaserites, samuti tiheda lainepikkuse taaskasutusskeemide jaoks otseste pooljuhtlaserite rakenduste jaoks.
Joonis 2: Suure võimsusega suurenenud heleduspooljuhtlaseridvõimaldab rakendusi laiendada
Turg ja rakendus
Suure võimsusega pooljuhtlaserite areng on võimaldanud luua palju olulisi rakendusi. Kuna suure võimsusega pooljuhtlaserite heleduse vati hind on eksponentsiaalselt vähenenud, asendavad need laserid nii vanu tehnoloogiaid kui ka võimaldavad uusi tootekategooriaid.
Kuna kulud ja jõudlus paranevad iga kümnendiga enam kui kümme korda, on suure võimsusega pooljuhtlaserid turgu ootamatul viisil muutnud. Kuigi tulevasi rakendusi on raske täpselt ennustada, on õpetlik vaadata tagasi viimasele kolmele aastakümnele, et ette kujutada järgmise kümnendi võimalusi (vt joonis 2).
Kui Hall enam kui 50 aastat tagasi pooljuhtlasereid demonstreeris, pani ta aluse tehnoloogilisele revolutsioonile. Nagu Moore'i seadustki, ei oleks keegi osanud ette näha suure võimsusega pooljuhtlaserite hiilgavaid saavutusi, millele järgnesid mitmesugused uuendused.
Pooljuhtlaserite tulevik
Neid edusamme ei reguleeri ükski füüsika põhiseadus, kuid jätkuv tehnoloogiline areng jätkab tõenäoliselt selle eksponentsiaalse arengu hiilgust. Pooljuhtlaserid asendavad jätkuvalt traditsioonilisi tehnoloogiaid ja muudavad veelgi asjade valmistamise viise. Veelgi olulisem majanduskasvu seisukohast on see, et suure võimsusega pooljuhtlaserid muudavad ka seda, mida on võimalik valmistada.
Postituse aeg: 07.11.2023