Yüksek güç genel bakışıyarı iletken lazergeliştirme ikinci bölüm
Fiber lazer.
Fiber lazerler, yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin parlaklığını dönüştürmenin uygun maliyetli bir yolunu sunar. Dalga boyu çoklayıcı optikler, nispeten düşük parlaklıktaki yarı iletken lazerleri daha parlak olanlara dönüştürebilse de, bu durum spektral genişliğin artması ve fotomekanik karmaşıklığın artması pahasına gerçekleşir. Fiber lazerler, parlaklık dönüştürmede özellikle etkili olduklarını kanıtlamıştır.
1990'larda tanıtılan çift katmanlı fiberler, tek modlu bir çekirdeğin çok modlu bir kaplama ile çevrelenmesiyle, daha yüksek güçlü ve daha düşük maliyetli çok modlu yarı iletken pompa lazerlerini fibere etkili bir şekilde entegre ederek, yüksek güçlü yarı iletken lazerleri daha parlak ışık kaynaklarına dönüştürmenin daha ekonomik bir yolunu yaratır. Ytterbiyum katkılı (Yb) fiberler için, pompa 915 nm'de merkezlenmiş geniş bir soğurma bandını veya 976 nm civarında daha dar bir soğurma bandını uyarır. Pompa dalga boyu fiber lazerin lazer dalga boyuna yaklaştıkça, sözde kuantum açığı azalır, verimlilik en üst düzeye çıkarılır ve dağıtılması gereken atık ısı miktarı en aza indirilir.
Fiber lazerlerDiyot pompalamalı katı hal lazerleri de parlaklığın artmasına dayanır.diyot lazerGenel olarak, diyot lazerlerin parlaklığı sürekli olarak iyileştikçe, pompaladıkları lazerlerin gücü de artar. Yarı iletken lazerlerin parlaklığındaki iyileşme, daha verimli parlaklık dönüşümünü teşvik etme eğilimindedir.
Beklediğimiz gibi, katı hal lazerlerinde dar soğurma özelliklerine sahip düşük kuantum açığı pompalama imkanı sağlayacak gelecekteki sistemler için uzamsal ve spektral parlaklık gerekli olacaktır; ayrıca doğrudan yarı iletken lazer uygulamaları için yoğun dalga boyu yeniden kullanım şemaları da söz konusu olacaktır.
Şekil 2: Yüksek güçlü ışıkta artan parlaklıkyarı iletken lazerleruygulamaların genişletilmesine olanak tanır
Pazar ve uygulama
Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerdeki gelişmeler, birçok önemli uygulamanın mümkün olmasını sağlamıştır. Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin parlaklık watt başına maliyeti katlanarak azaldığı için, bu lazerler hem eski teknolojilerin yerini alıyor hem de yeni ürün kategorilerinin önünü açıyor.
Maliyet ve performansın her on yılda 10 kattan fazla iyileşmesiyle, yüksek güçlü yarı iletken lazerler piyasayı beklenmedik şekillerde alt üst etti. Gelecekteki uygulamaları kesin olarak tahmin etmek zor olsa da, önümüzdeki on yılın olasılıklarını hayal etmek için son otuz yıla bakmak da öğretici olacaktır (Şekil 2'ye bakınız).
Hall, 50 yıldan fazla bir süre önce yarı iletken lazerleri gösterdiğinde, teknolojik bir devrimi başlattı. Moore Yasası gibi, bunu takip eden çeşitli yeniliklerle birlikte gelen yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin parlak başarılarını kimse tahmin edemezdi.
Yarı iletken lazerlerin geleceği
Bu gelişmeleri yöneten temel fizik yasaları yok, ancak devam eden teknolojik ilerleme, bu üstel gelişmeyi görkemli bir şekilde sürdürme olasılığı yüksek. Yarı iletken lazerler, geleneksel teknolojilerin yerini almaya devam edecek ve üretim şeklini daha da değiştirecek. Ekonomik büyüme için daha da önemlisi, yüksek güçlü yarı iletken lazerler, üretilebilecek şeyleri de değiştirecek.
Yayın tarihi: 07-01-2023