Yüksek güce genel bakışyarı iletken lazergeliştirme birinci bölüm
Verimlilik ve güç artmaya devam ettikçe, lazer diyotları (lazer diyot sürücüsü) geleneksel teknolojilerin yerini almaya devam edecek ve böylece üretim yöntemlerini değiştirip yeni şeylerin geliştirilmesine olanak tanıyacaktır. Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerdeki önemli gelişmelerin anlaşılması da sınırlıdır. Elektronların yarı iletkenler aracılığıyla lazerlere dönüştürülmesi ilk olarak 1962'de gösterilmiş ve bunu, elektronların yüksek verimli lazerlere dönüştürülmesinde büyük ilerlemeler sağlayan çok çeşitli tamamlayıcı gelişmeler izlemiştir. Bu gelişmeler, optik depolama, optik ağ oluşturma ve çok çeşitli endüstriyel alanlara kadar önemli uygulamaları desteklemiştir.
Bu gelişmelerin ve kümülatif ilerlemelerinin incelenmesi, ekonominin birçok alanında daha da büyük ve yaygın bir etki potansiyeline işaret etmektedir. Nitekim, yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin sürekli iyileştirilmesiyle, uygulama alanı genişlemeyi hızlandıracak ve ekonomik büyüme üzerinde derin bir etki yaratacaktır.
Şekil 1: Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin parlaklık ve Moore yasasının karşılaştırılması
Diyot pompalı katı hal lazerleri vefiber lazerler
Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerdeki gelişmeler, yarı iletken lazerlerin tipik olarak katkılı kristalleri (diyot pompalı katı hal lazerleri) veya katkılı lifleri (lif lazerleri) uyarmak (pompalamak) için kullanıldığı alt akış lazer teknolojisinin geliştirilmesine de yol açmıştır.
Yarı iletken lazerler verimli, küçük ve düşük maliyetli lazer enerjisi sağlasalar da iki temel sınırlamaları vardır: enerji depolamazlar ve parlaklıkları sınırlıdır. Temel olarak, birçok uygulama iki kullanışlı lazer gerektirir; biri elektriği lazer emisyonuna dönüştürmek için kullanılırken, diğeri bu emisyonun parlaklığını artırmak için kullanılır.
Diyot pompalı katı hal lazerleri.
1980'lerin sonlarında, katı hal lazerlerini pompalamak için yarı iletken lazerlerin kullanımı önemli bir ticari ilgi görmeye başladı. Diyot pompalı katı hal lazerleri (DPSSL), termal yönetim sistemlerinin (esas olarak çevrim soğutucuları) ve tarihsel olarak katı hal lazer kristallerini pompalamak için ark lambaları kullanan kazanç modüllerinin boyutunu ve karmaşıklığını önemli ölçüde azaltır.
Yarı iletken lazerin dalga boyu, spektral emilim özelliklerinin katı hal lazerinin kazanç ortamıyla örtüşmesine göre seçilir ve bu da ark lambasının geniş bant emisyon spektrumuna kıyasla termal yükü önemli ölçüde azaltabilir. 1064 nm dalga boyu yayan neodimyum katkılı lazerlerin popülaritesi göz önüne alındığında, 808 nm yarı iletken lazer, 20 yılı aşkın süredir yarı iletken lazer üretiminde en verimli ürün haline gelmiştir.
İkinci neslin geliştirilmiş diyot pompalama verimliliği, 2000'lerin ortalarında çok modlu yarı iletken lazerlerin artan parlaklığı ve hacimli Bragg ızgaraları (VBGS) kullanılarak dar emisyon hat genişliklerinin stabilize edilebilmesi sayesinde mümkün olmuştur. Yaklaşık 880 nm'lik zayıf ve dar spektral emilim özellikleri, spektral olarak kararlı yüksek parlaklıktaki pompa diyotlarına büyük ilgi uyandırmıştır. Bu daha yüksek performanslı lazerler, neodimyumun doğrudan 4F3/2'nin üst lazer seviyesine pompalanmasını mümkün kılarak kuantum açıklarını azaltır ve böylece termal lenslerle sınırlı kalacak olan daha yüksek ortalama güçte temel mod çıkarımını iyileştirir.
Bu yüzyılın ikinci on yılının başlarında, tek enine modlu 1064 nm lazerlerin yanı sıra, görünür ve morötesi dalga boylarında çalışan frekans dönüşümlü lazerlerde de önemli bir güç artışına tanık olduk. Nd: YAG ve Nd: YVO4'ün uzun üst enerji ömrü göz önüne alındığında, bu DPSSL Q-anahtarlı işlemler yüksek darbe enerjisi ve tepe gücü sağlayarak, onları aşındırıcı malzeme işleme ve yüksek hassasiyetli mikroişleme uygulamaları için ideal hale getiriyor.
Gönderim zamanı: 06-11-2023