Visió general de l'alta potèncialàser semiconductordesenvolupament primera part
A mesura que l'eficiència i la potència continuen millorant, els díodes làser (controlador de díodes làser) seguirà substituint les tecnologies tradicionals, canviant així la manera de fer les coses i permetre el desenvolupament de coses noves.La comprensió de les millores significatives dels làsers de semiconductors d'alta potència també és limitada.La conversió d'electrons a làsers mitjançant semiconductors es va demostrar per primera vegada el 1962, i han seguit una gran varietat d'avenços complementaris que han impulsat grans avenços en la conversió d'electrons a làsers d'alta productivitat.Aquests avenços han donat suport a aplicacions importants des d'emmagatzematge òptic fins a xarxes òptiques fins a una àmplia gamma de camps industrials.
Una revisió d'aquests avenços i el seu progrés acumulat posa de manifest el potencial d'un impacte encara més gran i generalitzat en moltes àrees de l'economia.De fet, amb la millora contínua dels làsers de semiconductors d'alta potència, el seu camp d'aplicació accelerarà l'expansió i tindrà un impacte profund en el creixement econòmic.
Figura 1: Comparació de la luminància i la llei de Moore dels làsers semiconductors d'alta potència
Làsers d'estat sòlid bombejats amb díode ilàsers de fibra
Els avenços en làsers de semiconductors d'alta potència també han portat al desenvolupament de la tecnologia làser aigües avall, on els làsers de semiconductors s'utilitzen normalment per excitar (bombar) cristalls dopats (làsers d'estat sòlid bombejats amb díodes) o fibres dopades (làsers de fibra).
Tot i que els làsers semiconductors proporcionen una energia làser eficient, petita i de baix cost, també tenen dues limitacions clau: no emmagatzemen energia i la seva brillantor és limitada.Bàsicament, moltes aplicacions requereixen dos làsers útils;Un s'utilitza per convertir l'electricitat en una emissió làser, i l'altre s'utilitza per millorar la brillantor d'aquesta emissió.
Làsers d'estat sòlid bombejats per díode.
A finals de la dècada de 1980, l'ús de làsers semiconductors per bombejar làsers d'estat sòlid va començar a guanyar un interès comercial important.Els làsers d'estat sòlid bombejats amb díode (DPSSL) redueixen dràsticament la mida i la complexitat dels sistemes de gestió tèrmica (principalment refrigeradors de cicle) i els mòduls de guany, que històricament han utilitzat làmpades d'arc per bombar cristalls làser d'estat sòlid.
La longitud d'ona del làser semiconductor es selecciona en funció de la superposició de les característiques d'absorció espectral amb el mitjà de guany del làser d'estat sòlid, que pot reduir significativament la càrrega tèrmica en comparació amb l'espectre d'emissió de banda ampla de la làmpada d'arc.Tenint en compte la popularitat dels làsers dopats amb neodimi que emeten una longitud d'ona de 1064 nm, el làser semiconductor de 808 nm s'ha convertit en el producte més productiu en la producció de làser de semiconductors durant més de 20 anys.
La millora de l'eficiència de bombeig de díodes de la segona generació va ser possible gràcies a l'augment de la brillantor dels làsers de semiconductors multimode i la capacitat d'estabilitzar amples de línia d'emissió estrets mitjançant reixes de Bragg a granel (VBGS) a mitjans dels anys 2000.Les característiques d'absorció espectral febles i estretes d'uns 880 nm han despertat un gran interès en els díodes de bomba d'alta brillantor estables espectralment.Aquests làsers de major rendiment permeten bombar neodimi directament al nivell superior del làser de 4F3/2, reduint els dèficits quàntics i millorant així l'extracció del mode fonamental a una potència mitjana més alta, que d'altra manera estaria limitada per les lents tèrmiques.
A principis de la segona dècada d'aquest segle, assistíem a un augment significatiu de la potència dels làsers de 1064 nm de mode transversal únic, així com dels làsers de conversió de freqüència que funcionaven a les longituds d'ona visible i ultraviolada.Atesa la llarga vida útil d'energia superior de Nd: YAG i Nd: YVO4, aquestes operacions de commutació Q DPSSL proporcionen una gran energia de pols i potència màxima, cosa que les fa ideals per al processament de materials ablatius i aplicacions de micromecanitzat d'alta precisió.
Hora de publicació: 06-nov-2023