Visão geral da alta potêncialaser semicondutorDesenvolvimento Parte um
À medida que a eficiência e a energia continuam a melhorar, os diodos a laser (Driver de diodos a laser) continuará substituindo as tecnologias tradicionais, mudando assim a maneira como as coisas são feitas e permitindo o desenvolvimento de coisas novas. A compreensão das melhorias significativas nos lasers de semicondutores de alta potência também é limitada. A conversão de elétrons em lasers por semicondutores foi demonstrada pela primeira vez em 1962, e uma grande variedade de avanços complementares se seguiu que impulsionaram enormes avanços na conversão de elétrons em lasers de alta produtividade. Esses avanços suportaram aplicações importantes, desde o armazenamento óptico até a rede óptica e uma ampla gama de campos industriais.
Uma revisão desses avanços e seu progresso cumulativo destaca o potencial de impacto ainda maior e mais difundido em muitas áreas da economia. De fato, com a melhoria contínua de lasers de semicondutores de alta potência, seu campo de aplicação acelerará a expansão e terá um impacto profundo no crescimento econômico.
Figura 1: Comparação de luminância e Lei de Moore de Lei de High Power Semicondutores Lasers
Lasers de estado sólido de diodo elasers de fibra
Os avanços nos lasers de semicondutores de alta potência também levaram ao desenvolvimento da tecnologia a laser a jusante, onde os lasers de semicondutores são normalmente usados para excitar cristais dopados com dopados (lasers de estado sólido de diodo) ou fibras dopadas (lasers de fibra).
Embora os lasers semicondutores forneçam energia a laser eficiente, pequena e de baixo custo, eles também têm duas limitações-chave: eles não armazenam energia e seu brilho é limitado. Basicamente, muitas aplicações exigem dois lasers úteis; Um é usado para converter eletricidade em uma emissão de laser, e o outro é usado para aumentar o brilho dessa emissão.
Lasers de estado sólido tomados de diodo.
No final dos anos 80, o uso de lasers semicondutores para bombear lasers de estado sólido começou a ganhar interesse comercial significativo. Os lasers de estado sólido (DPSSL), com diodo), reduzem drasticamente o tamanho e a complexidade dos sistemas de gerenciamento térmico (principalmente os refrigeradores de ciclo) e ganham módulos, que historicamente usavam lâmpadas de arco para bombear cristais de laser de estado sólido.
O comprimento de onda do laser semicondutor é selecionado com base na sobreposição de características de absorção espectral com o meio de ganho do laser de estado sólido, que pode reduzir significativamente a carga térmica em comparação com o espectro de emissão de banda larga da lâmpada de arco. Considerando a popularidade dos lasers dopados com neodímio emitindo um comprimento de onda de 1064nm, o laser semicondutor de 808nm se tornou o produto mais produtivo na produção de laser semicondutores por mais de 20 anos.
A eficiência aprimorada de bombeamento de diodo da segunda geração foi possível pelo aumento do brilho de lasers de semicondutores de modo múltiplo e pela capacidade de estabilizar larguras de linha de emissão estreitas usando grades em massa de Bragg (VBGs) em meados dos anos 2000. As características de absorção espectral fraca e estreita de cerca de 880Nm despertaram grande interesse em diodos de bomba de alto brilho espectralmente estáveis. Esses lasers de maior desempenho possibilitam bombear o neodímio diretamente no nível superior do laser de 4F3/2, reduzindo os déficits quânticos e melhorando a extração do modo fundamental com maior potência média, o que seria limitado por lentes térmicas.
No início da segunda década deste século, estávamos testemunhando um aumento significativo de potência nos lasers de 1064 nm de modo de transverso, bem como seus lasers de conversão de frequência que operam nos comprimentos de onda visíveis e ultravioletas. Dada a longa vida útil da energia superior de ND: YAG e ND: YVO4, essas operações com comutação Q DPSSL fornecem alta energia de pulso e potência de pico, tornando-os ideais para aplicações de processamento de material ablativo e micromaching de alta precisão.
Hora de postagem: Nov-06-2023