Kinatibuk-an nga bahin sa high power semiconductor laser development bahin sa usa

Overview sa taas nga gahumsemiconductor nga laserdevelopment nga bahin uno

Samtang ang kahusayan ug gahum nagpadayon sa pag-uswag, ang mga diode sa laser (drayber sa laser diodes) magpadayon sa pag-ilis sa mga tradisyonal nga teknolohiya, sa ingon nagbag-o sa paagi sa paghimo sa mga butang ug makahimo sa pag-uswag sa bag-ong mga butang. Ang pagsabut sa mahinungdanong mga pag-uswag sa high-power semiconductor lasers limitado usab. Ang pagkakabig sa mga electron ngadto sa mga laser pinaagi sa mga semiconductor unang gipakita sa 1962, ug ang usa ka halapad nga matang sa mga komplementaryong pag-uswag misunod nga nagduso sa dagkong mga pag-uswag sa pagkakabig sa mga electron ngadto sa mga high-productivity nga mga laser. Kini nga mga pag-uswag nagsuporta sa importante nga mga aplikasyon gikan sa optical storage ngadto sa optical networking ngadto sa usa ka halapad nga industriyal nga natad.

Ang usa ka pagrepaso sa kini nga mga pag-uswag ug ang ilang kumulative nga pag-uswag nagpasiugda sa potensyal alang sa labi pa ka dako ug labi ka kaylap nga epekto sa daghang mga lugar sa ekonomiya. Sa tinuud, sa padayon nga pag-uswag sa mga high-power semiconductor laser, ang natad sa aplikasyon niini makapadali sa pagpalapad, ug adunay dakong epekto sa pagtubo sa ekonomiya.

Figure 1: Pagtandi sa luminance ug balaod ni Moore sa high power semiconductor lasers

Diode-pumped solid-state lasers ugfiber lasers

Ang mga pag-uswag sa high-power semiconductor lasers misangpot usab sa pag-uswag sa downstream laser technology, diin ang semiconductor lasers kasagarang gigamit sa pag-excite (pump) doped crystals (diode-pumped solid-state lasers) o doped fibers (fiber lasers).

Bisan tuod ang mga semiconductor laser naghatag og episyente, gamay, ug barato nga enerhiya sa laser, aduna usab silay duha ka mahinungdanong limitasyon: wala sila magtipig og enerhiya ug limitado ang ilang kahayag. Sa panguna, daghang mga aplikasyon ang nanginahanglan duha ka mapuslanon nga mga laser; Ang usa gigamit sa pag-convert sa elektrisidad ngadto sa usa ka laser emission, ug ang lain gigamit sa pagpauswag sa kahayag sa maong emission.

Diode-pumped solid-state nga mga laser.
Sa ulahing bahin sa 1980s, ang paggamit sa semiconductor lasers sa pump solid-estado lasers nagsugod sa pag-angkon sa mahinungdanon nga komersyal nga interes. Ang diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) mahinuklugong makapamenos sa gidak-on ug kakomplikado sa mga sistema sa pagdumala sa thermal (panguna nga mga cycle cooler) ug makaangkon og mga modules, nga sa kasaysayan naggamit ug arc lamps sa pagbomba sa solid-state laser crystals.

Ang wavelength sa semiconductor laser gipili base sa overlap sa spectral pagsuyup nga mga kinaiya uban sa gain medium sa solid-state laser, nga mahimo kamahinungdanon pagpakunhod sa kainit load itandi sa wideband emission spectrum sa arc lamp. Sa pagkonsiderar sa pagkapopular sa neodymium-doped lasers nga nagpagawas sa 1064nm wavelength, ang 808nm semiconductor laser nahimong labing produktibo nga produkto sa semiconductor laser production sulod sa kapin sa 20 ka tuig.

Ang gipaayo nga diode pumping efficiency sa ikaduhang henerasyon nahimong posible pinaagi sa dugang nga kahayag sa multi-mode semiconductor lasers ug ang abilidad sa pag-stabilize sa pig-ot nga emission linewidths gamit ang bulk Bragg gratings (VBGS) sa tunga-tunga sa 2000s. Ang huyang ug pig-ot nga spectral pagsuyup nga mga kinaiya sa palibot sa 880nm nakapukaw sa dako nga interes sa spectraly stable taas nga kahayag pump diodes. Kining mas taas nga performance nga mga laser nagpaposible sa pagbomba sa neodymium direkta sa taas nga lebel sa laser sa 4F3/2, nga makapakunhod sa quantum deficits ug sa ingon nagpauswag sa pundamental nga mode extraction sa mas taas nga average nga gahum, nga mahimo nga limitado sa mga thermal lens.

Sa sayong bahin sa ikaduhang dekada niining siglo, nasaksihan namo ang usa ka mahinungdanong pagtaas sa kuryente sa single-transverse mode 1064nm lasers, ingon man ang ilang frequency conversion lasers nga naglihok sa makita ug ultraviolet nga mga wavelength. Gihatag ang taas nga taas nga kinabuhi sa enerhiya sa Nd: YAG ug Nd: YVO4, kini nga mga operasyon nga DPSSL Q-switched naghatag taas nga kusog sa pulso ug kusog sa peak, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa pagproseso sa ablative nga materyal ug mga aplikasyon sa high-precision nga micromachining.