Pregled velike snagepoluprovodnički laserrazvoj, drugi dio
Fiber laser.
Vlaknasti laseri pružaju isplativ način za pretvaranje svjetline visokosnažnih poluprovodničkih lasera. Iako optika za multipleksiranje valnih dužina može pretvoriti poluprovodničke lasere relativno niskog sjaja u svjetlije, to dolazi po cijenu povećane spektralne širine i fotomehaničke složenosti. Vlaknasti laseri su se pokazali posebno efikasnim u konverziji svjetline.
Dvostruko obložena vlakna uvedena 1990-ih, korištenjem jednomodnog jezgra okruženog višemodnim omotačem, mogu efikasno uvesti snažnije i jeftinije višemodne poluprovodničke pumpne lasere u vlakno, stvarajući ekonomičniji način pretvaranja visokosnažnih poluprovodničkih lasera u svjetlije izvore svjetlosti. Kod vlakana dopiranih iterbijem (Yb), pumpa pobuđuje široki apsorpcijski pojas centriran na 915 nm ili uži apsorpcijski pojas blizu 976 nm. Kako se talasna dužina pumpanja približava talasnoj dužini laserskog zračenja vlaknastog lasera, takozvani kvantni deficit se smanjuje, maksimizirajući efikasnost i minimizirajući količinu otpadne toplote koju je potrebno raspršiti.
Fiber laserii laseri u čvrstom stanju pumpani diodom oslanjaju se na povećanje sjajadiodni laserOpćenito, kako se svjetlina diodnih lasera nastavlja poboljšavati, povećava se i snaga lasera koje oni pumpaju. Poboljšanje svjetline poluprovodničkih lasera obično dovodi do efikasnije konverzije svjetline.
Kao što očekujemo, prostorni i spektralni sjaj bit će neophodni za buduće sisteme koji će omogućiti pumpanje s niskim kvantnim deficitom za uske apsorpcijske karakteristike u laserima čvrstog stanja, kao i sheme ponovne upotrebe gustih valnih dužina za direktne primjene poluprovodničkih lasera.
Slika 2: Povećana svjetlina velike snagepoluprovodnički laseriomogućava proširenje aplikacija
Tržište i primjena
Napredak u tehnologiji poluprovodničkih lasera velike snage omogućio je mnoge važne primjene. Budući da je cijena po vatu svjetline kod poluprovodničkih lasera velike snage eksponencijalno smanjena, ovi laseri zamjenjuju stare tehnologije i omogućavaju nove kategorije proizvoda.
S obzirom na to da se troškovi i performanse poboljšavaju više od 10 puta svake decenije, snažni poluprovodnički laseri su na neočekivane načine poremetili tržište. Iako je teško precizno predvidjeti buduće primjene, poučno je osvrnuti se na protekle tri decenije kako bismo zamislili mogućnosti sljedeće decenije (vidi Sliku 2).
Kada je Hall demonstrirao poluprovodničke lasere prije više od 50 godina, pokrenuo je tehnološku revoluciju. Poput Mooreovog zakona, niko nije mogao predvidjeti briljantna dostignuća visokosnažnih poluprovodničkih lasera koja su uslijedila s nizom različitih inovacija.
Budućnost poluprovodničkih lasera
Ne postoje fundamentalni zakoni fizike koji upravljaju ovim poboljšanjima, ali kontinuirani tehnološki napredak će vjerovatno održati ovaj eksponencijalni razvoj u sjaju. Poluprovodnički laseri će nastaviti da zamjenjuju tradicionalne tehnologije i dodatno će promijeniti način na koji se stvari proizvode. Što je još važnije za ekonomski rast, poluprovodnički laseri velike snage će također promijeniti ono što se može proizvesti.
Vrijeme objave: 07.11.2023.