Přehled vývoje vysoce výkonného polovodičového laseru druhá část

Přehled vysokého výkonupolovodičový laservývojová část druhá

Vláknový laser.
Vláknové lasery poskytují nákladově efektivní způsob převodu jasu vysoce výkonných polovodičových laserů. Ačkoli optika s multiplexováním vlnových délek dokáže převést polovodičové lasery s relativně nízkou svítivostí na jasnější, přichází to za cenu zvýšené spektrální šířky a fotomechanické složitosti. Vláknové lasery se ukázaly jako zvláště účinné při konverzi jasu.

Vlákna s dvojitým pláštěm představená v 90. letech 20. století, využívající jednovidové jádro obklopené vícevidovým pláštěm, mohou efektivně zavést do vlákna výkonnější a levnější vícevidové polovodičové lasery s polovodičovými pumpami a vytvořit tak ekonomičtější způsob přeměny vysoce výkonných polovodičových laserů. do jasnějších zdrojů světla. U vláken dotovaných ytterbiem (Yb) pumpa vybudí široký absorpční pás se středem na 915 nm nebo užší absorpční pás blízko 976 nm. Když se čerpací vlnová délka blíží vlnové délce laseru vláknového laseru, snižuje se takzvaný kvantový deficit, maximalizuje se účinnost a minimalizuje se množství odpadního tepla, které je potřeba odvést.

Vláknové laserya diodově čerpané polovodičové lasery spoléhají na zvýšení jasudiodový laser. Obecně platí, že jak se jas diodových laserů neustále zlepšuje, zvyšuje se také výkon laserů, které čerpají. Zlepšení jasu polovodičových laserů má tendenci podporovat účinnější konverzi jasu.

Jak očekáváme, prostorový a spektrální jas bude nezbytný pro budoucí systémy, které umožní pumpování s nízkým kvantovým deficitem pro úzké absorpční vlastnosti v pevnolátkových laserech, stejně jako schémata opětovného použití hustých vlnových délek pro přímé aplikace polovodičových laserů.

Obrázek 2: Zvýšený jas vysokého výkonupolovodičové laseryumožňuje rozšíření aplikací

Trh a aplikace

Pokroky ve vysoce výkonných polovodičových laserech umožnily mnoho důležitých aplikací. Vzhledem k tomu, že náklady na jasový watt vysoce výkonných polovodičových laserů byly exponenciálně sníženy, tyto lasery nahrazují staré technologie a umožňují nové kategorie produktů.

Vzhledem k tomu, že náklady a výkon se každých deset let zlepšují více než 10krát, vysoce výkonné polovodičové lasery narušily trh neočekávaným způsobem. I když je obtížné přesně předvídat budoucí aplikace, je také poučné ohlédnout se za poslední tři desetiletí a představit si možnosti příští dekády (viz obrázek 2).

Když Hall před více než 50 lety předvedl polovodičové lasery, zahájil technologickou revoluci. Stejně jako Moorův zákon, nikdo nemohl předpovědět brilantní úspěchy vysoce výkonných polovodičových laserů, které následovaly s řadou různých inovací.

Budoucnost polovodičových laserů
Neexistují žádné základní fyzikální zákony, které by tato vylepšení řídily, ale pokračující technologický pokrok pravděpodobně udrží tento exponenciální vývoj v nádheře. Polovodičové lasery budou i nadále nahrazovat tradiční technologie a budou dále měnit způsob výroby. Pro ekonomický růst je důležitější, že vysoce výkonné polovodičové lasery také změní to, co lze vyrobit.