Översikt över högeffekt halvledare laserutveckling del två

Översikt över hög krafthalvledarlaserUtvecklingsdel två

Fiberlaser.
Fiberlasrar ger ett kostnadseffektivt sätt att omvandla ljusstyrkan hos halvledarlasrar med hög effekt. Även om våglängdsmultiplexeringsoptik kan omvandla relativt halvledarlasrar med låg ljushet till ljusare, kommer detta till kostnaden för ökad spektralbredd och fotomekanisk komplexitet. Fiberlasrar har visat sig vara särskilt effektiva vid omvandling av ljusstyrka.

Dubbelklädda fibrer som introducerades på 1990-talet, med hjälp av en enstaka kärna omgiven av multimodbeklädnad, kan effektivt introducera högre kraft, lägre kostnadsmultimod-halvledarpumplasrar i fibern, vilket skapar ett mer ekonomiskt sätt att omvandla högkrafts halvledare-lasrar till ljusare ljuskällor. För Ytterbium-dopade (YB) -fibrer lockar pumpen ett brett absorptionsband centrerat vid 915 nm, eller ett smalare absorptionsband nära 976Nm. När pumpvåglängden närmar sig spolningsvåglängden för fiberlaseren reduceras det så kallade kvantunderskottet, maximerar effektiviteten och minimerar mängden avfallsvärme som måste spridas.

Fiberlasraroch diodpumpade solid-tillståndslasrar förlitar sig båda på ökningen av ljusstyrkan pådiodlaser. I allmänhet, när ljusstyrkan hos diodlasrar fortsätter att förbättras, ökar också kraften hos de lasrar som de pumpar. Förbättringen av ljusstyrkan av halvledarlasrar tenderar att främja mer effektiv ljusstyrka omvandling.

Som vi förväntar oss kommer rumslig och spektral ljusstyrka att vara nödvändig för framtida system som möjliggör låg kvantunderskottspumpning för smala absorptionsfunktioner i solid-tillståndslasrar, såväl som täta våglängdsscheman för direkta halvledarlaserapplikationer.

Bild 2: Ökad ljusstyrka av högeffekthalvledarlasrarTillåter att applikationer kan utökas

Marknad och tillämpning

Framsteg inom högeffekt halvledare-lasrar har gjort många viktiga applikationer möjliga. Sedan kostnaden per ljusstyrka watt av högeffekt halvledarlasrar har minskat exponentiellt, ersätter dessa lasrar både gammal teknik och möjliggör nya produktkategorier.

Med kostnader och prestanda som förbättras mer än 10 gånger varje decennium har högeffekt halvledarlasrar stört marknaden på oväntade sätt. Även om det är svårt att förutsäga framtida applikationer med precision, är det också lärorikt att titta tillbaka under de senaste tre decennierna att föreställa sig möjligheterna under det kommande decenniet (se figur 2).

När Hall demonstrerade halvledarlasrar för mer än 50 år sedan, lanserade han en teknisk revolution. Liksom Moores lag kunde ingen ha förutspått de lysande prestationerna för högkrafts halvledarlasrar som följde med en mängd olika innovationer.

Framtiden för halvledarlasrar
Det finns inga grundläggande fysiklagar som styr dessa förbättringar, men fortsatta tekniska framsteg kommer sannolikt att upprätthålla denna exponentiella utveckling i prakt. Halvledarlasrar kommer att fortsätta att ersätta traditionell teknik och kommer att förändra hur saker görs ytterligare. Ännu viktigare för ekonomisk tillväxt kommer högeffektiv halvledare-lasrar också att ändra vad som kan göras.