Yüksek güce genel bakışyarı iletken lazergeliştirme birinci bölüm
Verimlilik ve güç artmaya devam ettikçe, lazer diyotlar (lazer diyot sürücüsü) geleneksel teknolojilerin yerini almaya devam edecek, böylece şeylerin yapılış biçimini değiştirecek ve yeni şeylerin geliştirilmesini sağlayacaktır. Yüksek güçlü yarı iletken lazerlerdeki önemli gelişmelerin anlaşılması da sınırlıdır. Elektronların yarı iletkenler aracılığıyla lazerlere dönüştürülmesi ilk olarak 1962'de gösterildi ve elektronların yüksek verimli lazerlere dönüştürülmesinde büyük ilerlemeler sağlayan çok çeşitli tamamlayıcı gelişmeler izledi. Bu gelişmeler optik depolamadan optik ağlara ve çok çeşitli endüstriyel alanlara kadar önemli uygulamaları destekledi.
Bu ilerlemelerin ve bunların kümülatif ilerlemelerinin gözden geçirilmesi, ekonominin birçok alanında daha da büyük ve daha yaygın bir etki potansiyelinin altını çiziyor. Aslında, yüksek güçlü yarı iletken lazerlerin sürekli iyileştirilmesiyle, uygulama alanı genişlemeyi hızlandıracak ve ekonomik büyüme üzerinde derin bir etkiye sahip olacak.
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 sağlasa da, iki temel sınırlamaları da vardır: enerji depolamazlar ve parlaklıkları sınırlıdır. Temel olarak, birçok uygulama iki faydalı lazer gerektirir; Biri elektriği bir lazer emisyonuna dönüştürmek için kullanılır ve diğeri bu emisyonun parlaklığını artırmak için kullanılır.
Diyot pompalı katı hal lazerleri.
1980'lerin sonlarında, yarı iletken lazerlerin katı hal lazerlerini pompalamak için 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, katı hal lazerinin kazanç ortamıyla spektral emilim özelliklerinin örtüşmesine göre seçilir, 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 yıldan uzun süredir yarı iletken lazer üretiminde en üretken ürün haline gelmiştir.
İkinci neslin iyileştirilmiş diyot pompalama verimliliği, çok modlu yarı iletken lazerlerin artan parlaklığı ve 2000'lerin ortalarında toplu Bragg kafesleri (VBGS) kullanılarak dar emisyon çizgi genişliklerinin stabilize edilebilmesi sayesinde mümkün oldu. Yaklaşık 880 nm'lik zayıf ve dar spektral emilim özellikleri, spektral olarak kararlı yüksek parlaklık pompa diyotlarına büyük ilgi uyandırdı. Bu daha yüksek performanslı lazerler, neodimiyumu doğrudan 4F3/2'nin üst lazer seviyesine pompalamayı mümkün kılarak kuantum açıklarını azaltır ve böylece termal lenslerle aksi takdirde sınırlanacak olan daha yüksek ortalama güçte temel mod çıkarımını iyileştirir.
Bu yüzyılın ikinci on yılının başlarında, tek enine modlu 1064 nm lazerlerde ve görünür ve morötesi dalga boylarında çalışan frekans dönüşüm lazerlerinde önemli bir güç artışına tanık oluyorduk. 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 bunları ablatif malzeme işleme ve yüksek hassasiyetli mikroişleme uygulamaları için ideal hale getirir.
Gönderi zamanı: 06-Kas-2023