Pangkalahatang-ideya ng high power semiconductor laser development part two

Pangkalahatang-ideya ng mataas na kapangyarihanlaser ng semiconductorikalawang bahagi ng pag-unlad

Fiber laser.
Ang mga fiber laser ay nagbibigay ng isang cost-effective na paraan upang i-convert ang liwanag ng high power semiconductor lasers. Bagama't ang wavelength multiplexing optics ay maaaring mag-convert ng relatibong mababang-liwanag na semiconductor lasers sa mas maliwanag, ito ay dumating sa halaga ng tumaas na spectral width at photomechanical complexity. Ang mga fiber laser ay napatunayang partikular na epektibo sa conversion ng liwanag.

Ang mga double-clad fibers na ipinakilala noong 1990s, gamit ang single-mode core na napapalibutan ng multimode cladding, ay maaaring epektibong magpasok ng mas mataas na kapangyarihan, mas mababang halaga ng multimode semiconductor pump lasers sa fiber, na lumilikha ng mas matipid na paraan upang i-convert ang high-power na semiconductor lasers sa mas maliwanag na pinagmumulan ng liwanag. Para sa ytterbium-doped (Yb) fibers, ang pump ay nakaka-excite ng malawak na absorption band na nakasentro sa 915nm, o isang mas makitid na absorption band malapit sa 976nm. Habang ang pumping wavelength ay lumalapit sa lasing wavelength ng fiber laser, ang tinatawag na quantum deficit ay nababawasan, na nagpapalaki ng kahusayan at pinaliit ang dami ng waste heat na kailangang mawala.

Mga fiber laserat diode-pumped solid-state lasers ay parehong umaasa sa pagtaas ng liwanag ngdiode laser. Sa pangkalahatan, habang ang ningning ng mga diode laser ay patuloy na bumubuti, ang kapangyarihan ng mga laser na kanilang pump ay tumataas din. Ang pagpapabuti ng liwanag ng mga semiconductor laser ay may posibilidad na magsulong ng mas mahusay na conversion ng liwanag.

Gaya ng inaasahan namin, kakailanganin ang spatial at spectral brightness para sa mga hinaharap na system na magbibigay-daan sa mababang quantum deficit pumping para sa makitid na mga feature ng absorption sa solid-state lasers, pati na rin ang siksik na wavelength na muling paggamit ng mga scheme para sa direktang semiconductor laser application.

Figure 2: Tumaas na ningning ng high-powermga laser ng semiconductornagbibigay-daan sa mga application na mapalawak

Market at aplikasyon

Ang mga pag-unlad sa high-power semiconductor lasers ay gumawa ng maraming mahahalagang aplikasyon na posible. Dahil ang cost per brightness watt ng high-power semiconductor lasers ay nabawasan nang malaki, ang mga laser na ito ay parehong pinapalitan ang mga lumang teknolohiya at pinapagana ang mga bagong kategorya ng produkto.

Sa pagpapabuti ng gastos at pagganap ng higit sa 10-tiklop bawat dekada, ang mga high-power na semiconductor laser ay nakagambala sa merkado sa mga hindi inaasahang paraan. Bagama't mahirap hulaan ang mga aplikasyon sa hinaharap nang may katumpakan, nakapagtuturo din na lumingon sa nakalipas na tatlong dekada upang isipin ang mga posibilidad ng susunod na dekada (tingnan ang Larawan 2).

Nang ipakita ni Hall ang mga semiconductor laser higit sa 50 taon na ang nakalilipas, naglunsad siya ng isang teknolohikal na rebolusyon. Tulad ng Batas ni Moore, walang sinuman ang maaaring mahulaan ang makikinang na mga tagumpay ng high-power semiconductor lasers na sinundan ng iba't ibang mga inobasyon.

Ang hinaharap ng semiconductor lasers
Walang mga pangunahing batas ng pisika na namamahala sa mga pagpapahusay na ito, ngunit ang patuloy na pag-unlad ng teknolohiya ay malamang na mapanatili ang exponential development na ito sa karilagan. Ang mga semiconductor laser ay patuloy na papalitan ang mga tradisyonal na teknolohiya at higit pang babaguhin ang paraan ng paggawa ng mga bagay. Higit sa lahat para sa paglago ng ekonomiya, ang mga high-power na semiconductor laser ay magbabago din kung ano ang maaaring gawin.