Преглед велике снагеполупроводнички ласерразвој први део
Како се ефикасност и снага настављају побољшавати, ласерске диоде (драјвер за ласерске диоде) ће наставити да замењује традиционалне технологије, чиме ће променити начин на који се ствари праве и омогућити развој нових ствари. Разумевање значајних побољшања код полупроводничких ласера велике снаге је такође ограничено. Конверзија електрона у ласере путем полупроводника први пут је демонстрирана 1962. године, а затим је уследио широк спектар комплементарних достигнућа која су довела до огромног напретка у конверзији електрона у ласере велике продуктивности. Ови напредци су подржали важне примене, од оптичког складиштења до оптичких мрежа, до широког спектра индустријских области.
Преглед ових достигнућа и њиховог кумулативног напретка истиче потенцијал за још већи и свеобухватнији утицај у многим областима економије. Заправо, са континуираним унапређењем снажних полупроводничких ласера, њихова област примене ће убрзати ширење и имаће дубок утицај на економски раст.
Слика 1: Поређење луминанције и Муровог закона полупроводничких ласера велике снаге
Диодно пумпани чврсти ласери ивлакнасти ласери
Напредак у области полупроводничких ласера велике снаге довео је и до развоја низводне ласерске технологије, где се полупроводнички ласери обично користе за побуђивање (пумпање) допираних кристала (диодно пумпани чврстофазни ласери) или допираних влакана (влакнасти ласери).
Иако полупроводнички ласери пружају ефикасну, малу и јефтину ласерску енергију, они такође имају два кључна ограничења: не складиште енергију и њихов сјај је ограничен. У основи, многе примене захтевају два корисна ласера; један се користи за претварање електричне енергије у ласерску емисију, а други се користи за побољшање сјаја те емисије.
Диодно пумпани чврстофазни ласери.
Крајем осамдесетих година прошлог века, употреба полупроводничких ласера за пумпање чврстих ласера почела је да добија значајан комерцијални интерес. Диодно пумпани чврсти ласери (DPSSL) драматично смањују величину и сложеност система за управљање температуром (првенствено циклусних хладњака) и модула појачања, који су историјски користили лучне лампе за пумпање кристала чврстих ласера.
Таласна дужина полупроводничког ласера се бира на основу преклапања спектралних карактеристика апсорпције са појачавајућим медијумом чврстог ласера, што може значајно смањити термичко оптерећење у поређењу са широкопојасним спектром емисије лучне лампе. Узимајући у обзир популарност ласера допираних неодимијумом који емитују таласну дужину од 1064 нм, полупроводнички ласер од 808 нм је постао најпродуктивнији производ у производњи полупроводничких ласера више од 20 година.
Побољшана ефикасност пумпања диода друге генерације омогућена је повећаним сјајем вишемодних полупроводничких ласера и могућношћу стабилизације уских ширина емисионих линија коришћењем Брегових решетки (VBGS) средином 2000-их. Слабе и уске спектралне апсорпционе карактеристике од око 880 nm изазвале су велико интересовање за спектрално стабилне пумпне диоде високог сјаја. Ови ласери виших перформанси омогућавају директно пумпање неодимијума на горњем нивоу ласера од 4F3/2, смањујући квантне дефиците и тиме побољшавајући екстракцију основног мода при вишој просечној снази, што би иначе било ограничено термалним сочивима.
Почетком друге деценије овог века, били смо сведоци значајног повећања снаге ласера са једним трансверзалним режимом од 1064nm, као и њихових ласера за конверзију фреквенција који раде у видљивим и ултраљубичастим таласним дужинама. С обзиром на дуги век трајања горње енергије Nd:YAG и Nd:YVO4, ове DPSSL Q-прекидачке операције пружају високу импулсну енергију и вршну снагу, што их чини идеалним за аблативну обраду материјала и високопрецизне микрообрадне примене.
Време објаве: 06.11.2023.