Visió general de l'alta potèncialàser semiconductordesenvolupament part dos
Làser de fibra.
Els làsers de fibra proporcionen una manera rendible de convertir la brillantor dels làsers semiconductors d'alta potència. Tot i que l'òptica de multiplexació de longitud d'ona pot convertir làsers semiconductors de brillantor relativament baixa en làsers més brillants, això té com a cost una major amplada espectral i complexitat fotomecànica. Els làsers de fibra han demostrat ser particularment eficaços en la conversió de brillantor.
Les fibres de doble revestiment introduïdes a la dècada del 1990, utilitzant un nucli monomode envoltat per un revestiment multimode, poden introduir eficaçment làsers de bombament de semiconductors multimode de major potència i menor cost a la fibra, creant una manera més econòmica de convertir làsers semiconductors d'alta potència en fonts de llum més brillants. Per a les fibres dopades amb itterbi (Yb), la bomba excita una banda d'absorció àmplia centrada a 915 nm, o una banda d'absorció més estreta a prop de 976 nm. A mesura que la longitud d'ona de bombament s'acosta a la longitud d'ona del làser de fibra, l'anomenat dèficit quàntic es redueix, maximitzant l'eficiència i minimitzant la quantitat de calor residual que cal dissipar.
Làsers de fibrai els làsers d'estat sòlid bombats per díodes depenen de l'augment de la brillantor dellàser de díodeEn general, a mesura que la brillantor dels làsers de díode continua millorant, la potència dels làsers que bombegen també augmenta. La millora de la brillantor dels làsers de semiconductors tendeix a promoure una conversió de brillantor més eficient.
Com esperem, la brillantor espacial i espectral serà necessària per a futurs sistemes que permetran el bombament de baix dèficit quàntic per a característiques d'absorció estreta en làsers d'estat sòlid, així com esquemes densos de reutilització de longituds d'ona per a aplicacions directes de làser semiconductor.
Figura 2: Augment de la brillantor d'alta potèncialàsers semiconductorspermet ampliar les aplicacions
Mercat i aplicació
Els avenços en els làsers semiconductors d'alta potència han fet possibles moltes aplicacions importants. Com que el cost per watt de brillantor dels làsers semiconductors d'alta potència s'ha reduït exponencialment, aquests làsers substitueixen les tecnologies antigues i permeten noves categories de productes.
Amb un cost i un rendiment que milloren més de 10 vegades cada dècada, els làsers semiconductors d'alta potència han revolucionat el mercat de maneres inesperades. Si bé és difícil predir les aplicacions futures amb precisió, també és instructiu mirar enrere a les últimes tres dècades per imaginar les possibilitats de la propera dècada (vegeu la figura 2).
Quan Hall va demostrar els làsers semiconductors fa més de 50 anys, va iniciar una revolució tecnològica. Com la llei de Moore, ningú no hauria pogut predir els brillants èxits dels làsers semiconductors d'alta potència que van seguir amb una varietat d'innovacions diferents.
El futur dels làsers semiconductors
No hi ha lleis fonamentals de la física que regeixin aquestes millores, però és probable que el progrés tecnològic continu mantingui aquest desenvolupament exponencial en esplendor. Els làsers semiconductors continuaran substituint les tecnologies tradicionals i canviaran encara més la manera com es fabriquen les coses. Més important per al creixement econòmic, els làsers semiconductors d'alta potència també canviaran el que es pot fabricar.
Data de publicació: 07 de novembre de 2023