Visión xeral da alta potencialáser semicondutordesenvolvemento parte dous
Láser de fibra.
Os láseres de fibra proporcionan unha forma rendible de converter o brillo dos láseres semicondutores de alta potencia. Aínda que a óptica de multiplexación de lonxitudes de onda pode converter láseres semicondutores de brillo relativamente baixo en máis brillantes, isto ten como custo unha maior amplitude espectral e complexidade fotomecánica. Os láseres de fibra demostraron ser particularmente eficaces na conversión de brillo.
As fibras de dobre revestimento introducidas na década de 1990, que empregan un núcleo monomodo rodeado por un revestimento multimodo, poden introducir eficazmente láseres de bombeo de semicondutores multimodo de maior potencia e menor custo na fibra, creando unha forma máis económica de converter láseres de semicondutores de alta potencia en fontes de luz máis brillantes. Para as fibras dopadas con iterbio (Yb), a bomba excita unha banda de absorción ampla centrada en 915 nm ou unha banda de absorción máis estreita preto de 976 nm. A medida que a lonxitude de onda de bombeo se achega á lonxitude de onda láser do láser de fibra, o chamado déficit cuántico redúcese, maximizando a eficiencia e minimizando a cantidade de calor residual que cómpre disipar.
láseres de fibrae os láseres de estado sólido bombeados por díodos dependen do aumento do brillo doláser de díodoEn xeral, a medida que o brillo dos láseres de díodo continúa mellorando, a potencia dos láseres que bombean tamén aumenta. A mellora do brillo dos láseres de semicondutores tende a promover unha conversión de brillo máis eficiente.
Como agardamos, o brillo espacial e espectral será necesario para os futuros sistemas que permitirán o bombeo de baixo déficit cuántico para características de absorción estreitas en láseres de estado sólido, así como esquemas densos de reutilización de lonxitudes de onda para aplicacións directas de láseres semicondutores.
Figura 2: Maior brillo de alta potencialáseres semicondutorespermite ampliar as aplicacións
Mercado e aplicación
Os avances nos láseres semicondutores de alta potencia fixeron posibles moitas aplicacións importantes. Dado que o custo por vatio de brillo dos láseres semicondutores de alta potencia se reduciu exponencialmente, estes láseres substitúen as tecnoloxías antigas e permiten novas categorías de produtos.
Cunha mellora de custos e rendemento de máis de dez veces cada década, os láseres semicondutores de alta potencia revolucionaron o mercado de xeitos inesperados. Aínda que é difícil predicir as aplicacións futuras con precisión, tamén é instrutivo botar a vista atrás ás últimas tres décadas para imaxinar as posibilidades da próxima década (véxase a Figura 2).
Cando Hall presentou os láseres semicondutores hai máis de 50 anos, iniciou unha revolución tecnolóxica. Do mesmo xeito que a lei de Moore, ninguén podería ter predicido os brillantes logros dos láseres semicondutores de alta potencia que seguiron cunha variedade de innovacións diferentes.
O futuro dos láseres semicondutores
Non existen leis fundamentais da física que rexan estas melloras, pero é probable que o progreso tecnolóxico continuo manteña este desenvolvemento exponencial en esplendor. Os láseres semicondutores seguirán substituíndo as tecnoloxías tradicionais e cambiarán aínda máis a forma en que se fabrican as cousas. Máis importante para o crecemento económico, os láseres semicondutores de alta potencia tamén cambiarán o que se pode fabricar.
Data de publicación: 07 de novembro de 2023