Prezentare generală a puterii marilaser semiconductorpartea a doua de dezvoltare
Laser cu fibră.
Laserele cu fibră oferă o modalitate rentabilă de a converti luminozitatea laserelor semiconductoare de mare putere. Deși optica de multiplexare a lungimii de undă poate converti laserele semiconductoare cu luminozitate relativ scăzută în unele mai luminoase, acest lucru vine cu prețul unei lățimi spectrale crescute și al unei complexități fotomecanice. Laserele cu fibră s-au dovedit a fi deosebit de eficiente în conversia luminozității.
Fibrele cu dublă înveliș introduse în anii 1990, utilizând un miez monomod înconjurat de o înveliș multimod, pot introduce eficient în fibră lasere semiconductoare multimod de putere mai mare și costuri mai mici, creând o modalitate mai economică de a converti laserele semiconductoare de mare putere în surse de lumină mai strălucitoare. Pentru fibrele dopate cu yterbiu (Yb), pompa excită o bandă de absorbție largă centrată la 915 nm sau o bandă de absorbție mai îngustă în apropierea a 976 nm. Pe măsură ce lungimea de undă de pompare se apropie de lungimea de undă a laserului cu fibră, așa-numitul deficit cuantic este redus, maximizând eficiența și minimizând cantitatea de căldură reziduală care trebuie disipată.
Lasere cu fibrăși laserele în stare solidă pompate cu diode se bazează ambele pe creșterea luminozitățiilaser cu diodăÎn general, pe măsură ce luminozitatea laserelor cu diode continuă să se îmbunătățească, crește și puterea laserelor pe care le pompează. Îmbunătățirea luminozității laserelor semiconductoare tinde să promoveze o conversie mai eficientă a luminozității.
Așa cum ne așteptăm, luminozitatea spațială și spectrală va fi necesară pentru sistemele viitoare care vor permite pomparea cu deficit cuantic scăzut pentru caracteristici de absorbție îngustă în laserele în stare solidă, precum și scheme dense de reutilizare a lungimii de undă pentru aplicații directe cu lasere semiconductoare.
Figura 2: Luminozitate sporită a ecranelor de mare puterelasere semiconductoarepermite extinderea aplicațiilor
Piață și aplicație
Progresele înregistrate în domeniul laserelor semiconductoare de mare putere au făcut posibile multe aplicații importante. Întrucât costul per watt de luminozitate al laserelor semiconductoare de mare putere a fost redus exponențial, aceste lasere înlocuiesc tehnologiile vechi și permit crearea de noi categorii de produse.
Cu costuri și performanțe care se îmbunătățesc de peste 10 ori în fiecare deceniu, laserele semiconductoare de mare putere au revoluționat piața în moduri neașteptate. Deși este dificil să se prezică cu precizie aplicațiile viitoare, este, de asemenea, instructiv să privim înapoi la ultimele trei decenii pentru a ne imagina posibilitățile următorului deceniu (a se vedea Figura 2).
Când Hall a demonstrat laserele semiconductoare acum mai bine de 50 de ani, el a lansat o revoluție tehnologică. La fel ca Legea lui Moore, nimeni nu ar fi putut prezice realizările strălucite ale laserelor semiconductoare de mare putere care au urmat cu o varietate de inovații diferite.
Viitorul laserelor semiconductoare
Nu există legi fundamentale ale fizicii care să guverneze aceste îmbunătățiri, dar progresul tehnologic continuu va susține probabil această dezvoltare exponențială în splendoare. Laserele semiconductoare vor continua să înlocuiască tehnologiile tradiționale și vor schimba și mai mult modul în care sunt fabricate lucrurile. Mai important pentru creșterea economică, laserele semiconductoare de mare putere vor schimba și ceea ce se poate fabrica.
Data publicării: 07 noiembrie 2023