Visão geral de alta potêncialaser semicondutordesenvolvimento parte dois
Laser de fibra.
Os lasers de fibra oferecem uma maneira econômica de converter o brilho de lasers semicondutores de alta potência. Embora a óptica de multiplexação de comprimento de onda possa converter lasers semicondutores de brilho relativamente baixo em lasers mais brilhantes, isso tem o custo de uma maior largura espectral e complexidade fotomecânica. Os lasers de fibra provaram ser particularmente eficazes na conversão de brilho.
As fibras de dupla camada, introduzidas na década de 1990, utilizando um núcleo monomodo cercado por um revestimento multimodo, podem efetivamente introduzir lasers de bombeamento semicondutores multimodo de maior potência e menor custo na fibra, criando uma maneira mais econômica de converter lasers semicondutores de alta potência em fontes de luz mais brilhantes. Para fibras dopadas com itérbio (Yb), o bombeamento excita uma ampla banda de absorção centrada em 915 nm, ou uma banda de absorção mais estreita próxima a 976 nm. À medida que o comprimento de onda de bombeamento se aproxima do comprimento de onda de emissão do laser de fibra, o chamado déficit quântico é reduzido, maximizando a eficiência e minimizando a quantidade de calor residual que precisa ser dissipada.
Lasers de fibrae lasers de estado sólido bombeados por diodo dependem do aumento do brilho dolaser de diodoEm geral, à medida que o brilho dos lasers de diodo continua a melhorar, a potência dos lasers que eles bombeiam também aumenta. A melhoria do brilho dos lasers semicondutores tende a promover uma conversão de brilho mais eficiente.
Como esperamos, o brilho espacial e espectral será necessário para sistemas futuros que permitirão bombeamento de baixo déficit quântico para recursos de absorção estreitos em lasers de estado sólido, bem como esquemas de reutilização de comprimento de onda denso para aplicações diretas de laser semicondutor.
Figura 2: Aumento do brilho de alta potêncialasers semicondutorespermite que as aplicações sejam expandidas
Mercado e aplicação
Os avanços em lasers semicondutores de alta potência tornaram possíveis muitas aplicações importantes. Como o custo por watt de brilho dos lasers semicondutores de alta potência foi reduzido exponencialmente, esses lasers substituem tecnologias antigas e possibilitam novas categorias de produtos.
Com custos e desempenho aumentando mais de 10 vezes a cada década, os lasers semicondutores de alta potência revolucionaram o mercado de maneiras inesperadas. Embora seja difícil prever aplicações futuras com precisão, também é instrutivo olhar para as últimas três décadas para imaginar as possibilidades da próxima década (ver Figura 2).
Quando Hall demonstrou os lasers semicondutores há mais de 50 anos, ele deu início a uma revolução tecnológica. Assim como a Lei de Moore, ninguém poderia ter previsto as brilhantes conquistas dos lasers semicondutores de alta potência que se seguiram com uma variedade de inovações.
O futuro dos lasers semicondutores
Não existem leis fundamentais da física que governem essas melhorias, mas o progresso tecnológico contínuo provavelmente sustentará esse desenvolvimento exponencial em esplendor. Os lasers semicondutores continuarão a substituir as tecnologias tradicionais e mudarão ainda mais a forma como as coisas são feitas. Mais importante para o crescimento econômico, os lasers semicondutores de alta potência também mudarão o que pode ser feito.
Horário da postagem: 07/11/2023