Tinjauan umum pengembangan laser semikonduktor daya tinggi bagian dua

Ikhtisar daya tinggilaser semikonduktorpengembangan bagian dua

Laser serat.
Laser serat menyediakan cara yang hemat biaya untuk mengonversi kecerahan laser semikonduktor berdaya tinggi. Meskipun optik multiplexing panjang gelombang dapat mengonversi laser semikonduktor dengan kecerahan yang relatif rendah menjadi laser yang lebih terang, hal ini mengorbankan lebar spektral dan kompleksitas fotomekanis yang lebih besar. Laser serat telah terbukti sangat efektif dalam konversi kecerahan.

Serat berlapis ganda yang diperkenalkan pada tahun 1990-an, menggunakan inti mode tunggal yang dikelilingi oleh pelapis multimode, dapat secara efektif memasukkan laser pompa semikonduktor multimode berdaya tinggi dan berbiaya rendah ke dalam serat, menciptakan cara yang lebih ekonomis untuk mengubah laser semikonduktor berdaya tinggi menjadi sumber cahaya yang lebih terang. Untuk serat terdoping ytterbium (Yb), pompa mengeksitasi pita serapan lebar yang berpusat pada 915 nm, atau pita serapan yang lebih sempit di dekat 976 nm. Ketika panjang gelombang pemompaan mendekati panjang gelombang laser serat, defisit kuantum berkurang, memaksimalkan efisiensi dan meminimalkan jumlah panas buang yang perlu didisipasi.

Laser seratdan laser solid-state yang dipompa dioda keduanya bergantung pada peningkatan kecerahanlaser diodaSecara umum, seiring meningkatnya kecerahan laser dioda, daya laser yang dipompanya juga meningkat. Peningkatan kecerahan laser semikonduktor cenderung mendorong konversi kecerahan yang lebih efisien.

Seperti yang kami harapkan, kecerahan spasial dan spektral akan diperlukan untuk sistem masa depan yang akan memungkinkan pemompaan defisit kuantum rendah untuk fitur penyerapan sempit dalam laser solid-state, serta skema penggunaan kembali panjang gelombang padat untuk aplikasi laser semikonduktor langsung.

Gambar 2: Peningkatan kecerahan daya tinggilaser semikonduktormemungkinkan aplikasi untuk diperluas

Pasar dan aplikasi

Kemajuan dalam laser semikonduktor berdaya tinggi telah memungkinkan banyak aplikasi penting. Karena biaya per watt kecerahan laser semikonduktor berdaya tinggi telah berkurang secara eksponensial, laser ini menggantikan teknologi lama dan memungkinkan kategori produk baru.

Dengan biaya dan kinerja yang meningkat lebih dari 10 kali lipat setiap dekade, laser semikonduktor berdaya tinggi telah mendobrak pasar dengan cara yang tak terduga. Meskipun sulit untuk memprediksi aplikasi di masa depan secara akurat, menengok kembali tiga dekade terakhir untuk membayangkan kemungkinan-kemungkinan di dekade berikutnya juga bermanfaat (lihat Gambar 2).

Ketika Hall mendemonstrasikan laser semikonduktor lebih dari 50 tahun yang lalu, ia meluncurkan sebuah revolusi teknologi. Layaknya Hukum Moore, tak seorang pun dapat memprediksi pencapaian gemilang laser semikonduktor berdaya tinggi yang diikuti oleh berbagai inovasi.

Masa depan laser semikonduktor
Tidak ada hukum fisika fundamental yang mengatur perkembangan ini, tetapi kemajuan teknologi yang berkelanjutan kemungkinan akan mempertahankan perkembangan eksponensial ini dengan gemilang. Laser semikonduktor akan terus menggantikan teknologi tradisional dan selanjutnya akan mengubah cara pembuatan berbagai hal. Yang lebih penting bagi pertumbuhan ekonomi, laser semikonduktor berdaya tinggi juga akan mengubah apa yang dapat dibuat.