Ülevaade suurest võimsusestpooljuhtlaserarendusosa esimene
Kuna tõhusus ja võimsus pidevalt paranevad, on laserdioodid (laserdioodide draiver) jätkab traditsiooniliste tehnoloogiate asendamist, muutes seeläbi asjade valmistamise viisi ja võimaldades uute asjade väljatöötamist. Arusaamine suure võimsusega pooljuhtlaserite olulistest täiustustest on samuti piiratud. Elektronide muundamist pooljuhtide abil laseriteks demonstreeriti esmakordselt 1962. aastal ja sellele järgnes suur hulk täiendavaid edusamme, mis on viinud tohutu eduni elektronide muundamisel suure tootlikkusega laseriteks. Need edusammud on toetanud olulisi rakendusi alates optilisest salvestusest kuni optiliste võrkude loomiseni ja lõpetades paljude tööstusvaldkondadega.
Nende edusammude ja nende kumulatiivsete edusammude ülevaade toob esile potentsiaali veelgi suuremaks ja ulatuslikumaks mõjuks paljudes majandusvaldkondades. Tegelikult kiirendab suure võimsusega pooljuhtlaserite pideva täiustamisega selle rakendusvaldkond laienemist ja sellel on suur mõju majanduskasvule.
Joonis 1: Suure võimsusega pooljuhtlaserite heleduse ja Moore'i seaduse võrdlus
Dioodpumbaga tahkislaserid jakiudlaserid
Suure võimsusega pooljuhtlaserite areng on viinud ka allavoolu lasertehnoloogia arenguni, kus pooljuhtlasereid kasutatakse tavaliselt legeeritud kristallide (dioodpumbaga tahkislaserid) või legeeritud kiudude (kiudlaserid) ergastamiseks (pumpamiseks).
Kuigi pooljuhtlaserid pakuvad tõhusat, väikest ja odavat laserenergiat, on neil ka kaks peamist piirangut: nad ei salvesta energiat ja nende heledus on piiratud. Põhimõtteliselt vajavad paljud rakendused kahte kasulikku laserit; Ühte kasutatakse elektrienergia muundamiseks laserkiirguseks ja teist kasutatakse selle emissiooni heleduse suurendamiseks.
Dioodpumbaga tahkislaserid.
1980. aastate lõpus hakkas pooljuhtlaserite kasutamine pooljuhtlaserite pumpamiseks pälvima märkimisväärset kaubanduslikku huvi. Dioodiga pumbatavad tahkislaserid (DPSSL) vähendavad dramaatiliselt soojusjuhtimissüsteemide (peamiselt tsüklijahutite) ja võimendusmoodulite suurust ja keerukust, mis on ajalooliselt kasutanud tahkislaserkristallide pumpamiseks kaarlampe.
Pooljuhtlaseri lainepikkus valitakse spektraalsete neeldumiskarakteristikute kattuvuse alusel tahkislaseri võimenduskandjaga, mis võib oluliselt vähendada termilist koormust võrreldes kaarlambi lairiba emissioonispektriga. Arvestades 1064 nm lainepikkust kiirgavate neodüümiga legeeritud laserite populaarsust, on 808 nm pooljuhtlaserist saanud enam kui 20 aasta jooksul kõige produktiivsem toode pooljuhtlaserite tootmises.
Teise põlvkonna täiustatud dioodide pumpamise efektiivsus sai võimalikuks tänu mitmerežiimiliste pooljuhtlaserite suurenenud heledusele ja võimalusele stabiliseerida kitsaid emissiooni joonelaiusi, kasutades 2000. aastate keskpaigas Braggi hulgivõresid (VBGS). Nõrgad ja kitsad spektri neeldumisomadused umbes 880 nm on äratanud suurt huvi spektriliselt stabiilsete suure heledusega pumbadioodide vastu. Need suurema jõudlusega laserid võimaldavad pumbata neodüümi otse laseri ülemisel tasemel 4F3/2, vähendades kvantdefitsiiti ja parandades seeläbi põhirežiimi ekstraheerimist suurema keskmise võimsusega, mida muidu piiraksid termilised läätsed.
Selle sajandi teise kümnendi alguseks olime tunnistajaks ühe põikrežiimiga 1064 nm laserite võimsuse olulisele suurenemisele, samuti nende sagedusmuunduri laserite puhul, mis töötavad nähtaval ja ultraviolettlainepikkusel. Arvestades Nd: YAG ja Nd: YVO4 pikka ülemise energia kasutusiga, tagavad need DPSSL Q-lülitusega toimingud suure impulsienergia ja tippvõimsuse, muutes need ideaalseks materjali ablatiivseks töötlemiseks ja ülitäpse mikrotöötlusrakenduste jaoks.
Postitusaeg: nov-06-2023