Oversigt over høj effekthalvlederlaserUdvikling del to
Fiberlaser.
Fiberlasere giver en omkostningseffektiv måde at konvertere lysstyrken af lasere med høj effekt. Selvom bølgelængde-multiplexeringsoptik kan konvertere relativt lavlyshed halvlederlasere til lysere, kommer dette på bekostning af øget spektral bredde og fotomekanisk kompleksitet. Fiberlasere har vist sig at være særlig effektive i lysstyrkekonvertering.
Dobbeltklædte fibre, der blev introduceret i 1990'erne, ved hjælp af en enkelt-mode kerne omgivet af multimodeklædning, kan effektivt introducere højere-pragt-multimodet halvlederpumpe lasere til fiberen, hvilket skaber en mere økonomisk måde at konvertere højeffekten halvlederlasere til brændte lyskilder. For ytterbium-dopede (YB) fibre begejstrer pumpen et bredt absorptionsbånd centreret ved 915NM eller et smallere absorptionsbånd nær 976Nm. Når pumpebølgelængden nærmer sig lasingbølgelængden af fiberlaseren, reduceres det såkaldte kvanteunderskud, maksimerer effektiviteten og minimerer mængden af affaldsvarme, der skal spredes.
Fiberlasereog diode-pumpede faststoflasere er begge afhængige af stigningen i lysstyrken afdiodelaser. Generelt, når diodelasers lysstyrke fortsætter med at forbedre, øges kraften af lasere, de pumper, også. Lysstyrkeforbedringen af halvlederlasere har en tendens til at fremme mere effektiv lysstyrkekonvertering.
Som vi forventer, vil den rumlige og spektrale lysstyrke være nødvendig for fremtidige systemer, der muliggør lavt kvanteunderskudspumpe til smalle absorptionsfunktioner i lasere i fast tilstand samt tætte bølgelængde genbrugsordninger til direkte halvlederlaserapplikationer.
Figur 2: Øget lysstyrke af højeffekthalvlederlaseretillader, at ansøgninger udvides
Marked og anvendelse
Fremskridt inden for lasere med høj effekt har gjort mange vigtige applikationer mulige. Da omkostningerne pr. Lysstyrke med højeffekten halvlederlasere er blevet reduceret eksponentielt, erstatter disse lasere både gamle teknologier og muliggør nye produktkategorier.
Med omkostninger og ydeevne, der forbedrer mere end 10 gange hvert årti, har lasere med høj effekt lasere forstyrret markedet på uventede måder. Selvom det er vanskeligt at forudsige fremtidige applikationer med præcision, er det også lærerigt at se tilbage i de sidste tre årtier at forestille sig mulighederne i det næste årti (se figur 2).
Da Hall demonstrerede halvlederlasere for mere end 50 år siden, lancerede han en teknologisk revolution. Ligesom Moore's lov kunne ingen have forudsagt de strålende resultater af højeffekten halvlederlasere, der fulgte med en række forskellige innovationer.
Fremtiden for halvlederlasere
Der er ingen grundlæggende fysiske love, der styrer disse forbedringer, men fortsatte teknologiske fremskridt vil sandsynligvis opretholde denne eksponentielle udvikling i pragt. Halvlederlasere vil fortsætte med at erstatte traditionelle teknologier og vil yderligere ændre den måde, tingene er lavet på. Mere vigtigt for økonomisk vækst vil lasere med høj effekt halvleder også ændre, hvad der kan laves.
Posttid: Nov-07-2023