Агляд высокай магутнасціпаўправадніковы лазерразвіццё частка першая
Па меры павышэння эфектыўнасці і магутнасці лазерныя дыёды (Драйвер для лазерных дыёдаў) будзе працягваць замяняць традыцыйныя тэхналогіі, тым самым змяняючы спосаб вырабу рэчаў і дазваляючы распрацоўваць новыя рэчы.Разуменне значных удасканаленняў паўправадніковых лазераў высокай магутнасці таксама абмежавана.Пераўтварэнне электронаў у лазеры з дапамогай паўправаднікоў было ўпершыню прадэманстравана ў 1962 годзе, пасля чаго рушылі ўслед шырокія дадатковыя дасягненні, якія прывялі да велізарных поспехаў у пераўтварэнні электронаў у высокапрадукцыйныя лазеры.Гэтыя дасягненні падтрымліваюць важныя прыкладанні ад аптычнага захоўвання да аптычных сетак і да шырокага спектру прамысловых абласцей.
Агляд гэтых дасягненняў і іх сукупнага прагрэсу падкрэслівае патэнцыял яшчэ большага і больш шырокага ўздзеяння ў многіх галінах эканомікі.Фактычна, з бесперапынным удасканаленнем магутных паўправадніковых лазераў вобласць іх прымянення паскорыць пашырэнне і акажа глыбокі ўплыў на эканамічны рост.
Малюнак 1: Параўнанне яркасці і закона Мура паўправадніковых лазераў высокай магутнасці
Цвёрдацельныя лазеры з дыёднай накачкай івалаконныя лазеры
Дасягненні ў галіне магутных паўправадніковых лазераў таксама прывялі да развіцця лазернай тэхналогіі ўніз па плыні, дзе паўправадніковыя лазеры звычайна выкарыстоўваюцца для ўзбуджэння (напампоўкі) легаваных крышталяў (цвёрдацельныя лазеры з дыёднай накачкай) або легаваных валокнаў (валаконныя лазеры).
Нягледзячы на тое, што паўправадніковыя лазеры забяспечваюць эфектыўную, малую і недарагую лазерную энергію, яны таксама маюць два асноўныя абмежаванні: яны не назапашваюць энергію і іх яркасць абмежаваная.У асноўным для многіх прыкладанняў патрэбныя два карысныя лазеры;Адзін выкарыстоўваецца для пераўтварэння электрычнасці ў лазернае выпраменьванне, а другі - для павышэння яркасці гэтага выпраменьвання.
Цвёрдацельныя лазеры з дыёднай накачкай.
У канцы 1980-х гадоў выкарыстанне паўправадніковых лазераў для накачкі цвёрдацельных лазераў пачало атрымліваць значную камерцыйную цікавасць.Цвёрдацельныя лазеры з дыёднай накачкай (DPSSL) рэзка памяншаюць памер і складанасць сістэм цеплавога кіравання (у першую чаргу цыклічных ахаладжальнікаў) і модуляў узмацнення, якія гістарычна выкарыстоўвалі дугавыя лямпы для напампоўкі цвёрдацельных лазерных крышталяў.
Даўжыня хвалі паўправадніковага лазера падбіраецца з улікам перакрыцця спектральных характарыстык паглынання з узмацняльнай асяроддзем цвёрдацельнага лазера, што дазваляе значна знізіць цеплавую нагрузку ў параўнанні з шырокапалосным спектрам выпраменьвання дугавой лямпы.Улічваючы папулярнасць легіраваных неадымам лазераў з даўжынёй хвалі 1064 нм, паўправадніковы лазер 808 нм стаў самым прадукцыйным прадуктам у вытворчасці паўправадніковых лазераў за больш чым 20 гадоў.
Палепшаная эфектыўнасць дыёднай накачкі другога пакалення стала магчымай дзякуючы павелічэнню яркасці шматмодавых паўправадніковых лазераў і здольнасці стабілізаваць вузкія шырыні ліній выпраменьвання з дапамогай аб'ёмных брэггавых рашотак (VBGS) у сярэдзіне 2000-х.Слабыя і вузкія спектральныя характарыстыкі паглынання каля 880 нм выклікалі вялікую цікавасць да спектральна стабільных дыёдаў накачкі высокай яркасці.Гэтыя лазеры з большай прадукцыйнасцю дазваляюць напампоўваць неадым непасрэдна на верхнім лазерным узроўні 4F3/2, памяншаючы квантавы дэфіцыт і тым самым паляпшаючы экстракцыю фундаментальнай моды пры больш высокай сярэдняй магутнасці, якая інакш была б абмежавана цеплавымі лінзамі.
Да пачатку другога дзесяцігоддзя гэтага стагоддзя мы сталі сведкамі значнага павелічэння магутнасці лазераў з адным папярочным рэжымам 1064 нм, а таксама іх лазераў з пераўтварэннем частоты, якія працуюць у бачным і ультрафіялетавым дыяпазонах.Улічваючы доўгую верхнюю энергію жыцця Nd: YAG і Nd: YVO4, гэтыя аперацыі DPSSL з модуляцыяй добротнасці забяспечваюць высокую энергію імпульсу і пікавую магутнасць, што робіць іх ідэальнымі для абляцыйнай апрацоўкі матэрыялаў і высокадакладнай мікраапрацоўкі.
Час публікацыі: 6 лістапада 2023 г