Visão geral do desenvolvimento de laser semicondutor de alta potência Parte dois

Visão geral da alta potêncialaser semicondutorDesenvolvimento Parte Dois

Laser de fibra.
Os lasers de fibra fornecem uma maneira econômica de converter o brilho de lasers de semicondutores de alta potência. Embora a óptica multiplexadora de comprimento de onda possa converter lasers de semicondutores relativamente baixos em lasers mais brilhantes, isso ocorre com o custo de aumento da largura espectral e da complexidade fotomecânica. Os lasers de fibras provaram ser particularmente eficazes na conversão de brilho.

Fibras duplas introduzidas nos anos 90, usando um núcleo de modo único cercado por revestimento multimodo, pode efetivamente introduzir lasers de bomba de semicondutores multimodo de maior potência e menor custo em fibras, criando uma maneira mais econômica de converter lasers de lâmpadas semicondutores de alta potência em fontes mais brilhantes. Para fibras dopadas com ytterbium (YB), a bomba excita uma ampla banda de absorção centrada em 915nm, ou uma banda de absorção mais estreita perto de 976nm. À medida que o comprimento de onda de bombeamento se aproxima do comprimento de onda de lasagem do laser de fibra, o chamado déficit quântico é reduzido, maximizando a eficiência e minimizando a quantidade de calor residual que precisa ser dissipado.

Lasers de fibrae os lasers de estado sólido tomadosLaser de diodo. Em geral, à medida que o brilho dos lasers de diodo continua a melhorar, o poder dos lasers que eles bombeam também aumenta. A melhoria do brilho dos lasers de semicondutores tende a promover uma conversão de brilho mais eficiente.

Como esperamos, o brilho espacial e espectral será necessário para futuros sistemas que permitirão bombeamento de baixo déficit quântico para recursos de absorção estreita em lasers de estado sólido, bem como esquemas de reutilização de comprimento de onda densos para aplicações diretas a laser semicondutores.

Figura 2: aumento do brilho da alta potênciaLasers semicondutorespermite que os aplicativos sejam expandidos

Mercado e aplicação

Os avanços nos lasers de semicondutores de alta potência tornaram possíveis muitas aplicações importantes. Como o custo por brilho de lasers de semicondutores de alta potência foi reduzido exponencialmente, esses lasers substituem as tecnologias antigas e permitem novas categorias de produtos.

Com o custo e o desempenho melhorando mais de 10 vezes a cada década, os lasers de semicondutores de alta potência interromperam o mercado de maneiras inesperadas. Embora seja difícil prever aplicativos futuros com precisão, também é instrutivo relembrar nas últimas três décadas imaginar as possibilidades da próxima década (veja a Figura 2).

Quando Hall demonstrou lasers semicondutores há mais de 50 anos, ele lançou uma revolução tecnológica. Como a lei de Moore, ninguém poderia ter previsto as brilhantes realizações de lasers de semicondutores de alta potência que se seguiram a uma variedade de inovações diferentes.

O futuro dos lasers semicondutores
Não há leis fundamentais da física que governem essas melhorias, mas é provável que o progresso tecnológico contínuo sustente esse desenvolvimento exponencial em esplendor. Os lasers semicondutores continuarão substituindo as tecnologias tradicionais e mudarão ainda mais a maneira como as coisas são feitas. Mais importante para o crescimento econômico, os lasers de semicondutores de alta potência também mudarão o que pode ser feito.