Privire de ansamblu asupra puterii marilaser semiconductordezvoltare prima parte
Pe măsură ce eficiența și puterea continuă să se îmbunătățească, diodele laser (driver de diode laser) va continua să înlocuiască tehnologiile tradiționale, schimbând astfel modul în care sunt făcute lucrurile și permițând dezvoltarea de lucruri noi. Înțelegerea îmbunătățirilor semnificative ale laserelor semiconductoare de mare putere este, de asemenea, limitată. Conversia electronilor în lasere prin semiconductori a fost demonstrată pentru prima dată în 1962 și au urmat o mare varietate de progrese complementare care au condus la progrese uriașe în conversia electronilor în lasere de înaltă productivitate. Aceste progrese au susținut aplicații importante, de la stocarea optică la rețele optice la o gamă largă de domenii industriale.
O analiză a acestor progrese și a progresului lor cumulativ evidențiază potențialul unui impact și mai mare și mai generalizat în multe domenii ale economiei. De fapt, odată cu îmbunătățirea continuă a laserelor semiconductoare de mare putere, domeniul său de aplicare va accelera expansiunea și va avea un impact profund asupra creșterii economice.
Figura 1: Comparația dintre luminanță și legea lui Moore a laserelor semiconductoare de mare putere
Lasere cu stare solidă pompate cu diode șilasere cu fibră
Progresele în laserele semiconductoare de mare putere au condus, de asemenea, la dezvoltarea tehnologiei laser în aval, unde laserele semiconductoare sunt de obicei folosite pentru a excita (pompa) cristale dopate (lasere cu stare solidă pompate cu diode) sau fibre dopate (lasere cu fibră).
Deși laserele cu semiconductor oferă energie laser eficientă, mică și cu costuri reduse, ele au și două limitări cheie: nu stochează energie și luminozitatea lor este limitată. Practic, multe aplicații necesită două lasere utile; Unul este folosit pentru a converti electricitatea într-o emisie laser, iar celălalt este folosit pentru a îmbunătăți luminozitatea acelei emisii.
Lasere cu stare solidă pompate cu diode.
La sfârșitul anilor 1980, utilizarea laserelor semiconductoare pentru pomparea laserelor cu stare solidă a început să câștige un interes comercial semnificativ. Laserele cu stare solidă pompate cu diode (DPSSL) reduc dramatic dimensiunea și complexitatea sistemelor de management termic (în primul rând răcitoare cu ciclu) și modulele de câștig, care au folosit în trecut lămpi cu arc pentru a pompa cristale laser cu stare solidă.
Lungimea de undă a laserului semiconductor este selectată pe baza suprapunerii caracteristicilor de absorbție spectrală cu mediul de câștig al laserului cu stare solidă, care poate reduce semnificativ sarcina termică în comparație cu spectrul de emisie de bandă largă al lămpii cu arc. Având în vedere popularitatea laserelor dopate cu neodim care emit o lungime de undă de 1064 nm, laserul semiconductor de 808 nm a devenit cel mai productiv produs în producția de laser semiconductor de mai bine de 20 de ani.
Eficiența îmbunătățită de pompare a diodelor din a doua generație a fost posibilă prin luminozitatea crescută a laserelor cu semiconductor multi-mod și capacitatea de a stabiliza lățimi de linii înguste de emisie folosind rețele Bragg în vrac (VBGS) la mijlocul anilor 2000. Caracteristicile de absorbție spectrală slabă și îngustă de aproximativ 880 nm au trezit un mare interes pentru diodele cu pompă de înaltă luminozitate stabile spectral. Aceste lasere de performanță mai înaltă fac posibilă pomparea neodimului direct la nivelul laser superior al 4F3/2, reducând deficitele cuantice și îmbunătățind astfel extracția în mod fundamental la o putere medie mai mare, care altfel ar fi limitată de lentilele termice.
Până la începutul celui de-al doilea deceniu al acestui secol, asistăm la o creștere semnificativă a puterii laserelor de 1064 nm cu un singur mod transversal, precum și a laserelor lor de conversie a frecvenței care funcționează în lungimile de undă vizibile și ultraviolete. Având în vedere durata lungă de viață superioară a energiei Nd: YAG și Nd: YVO4, aceste operațiuni DPSSL Q-switched oferă energie de impuls și putere de vârf, făcându-le ideale pentru procesarea materialului ablativ și aplicații de microprelucrare de înaltă precizie.
Ora postării: 06-nov-2023