Tinjauan Umum Pengembangan Laser Semikonduktor Tinggi Bagian Dua

Tinjauan daya tinggiLaser semikonduktorPengembangan Bagian Dua

Laser serat.
Laser serat memberikan cara yang hemat biaya untuk mengubah kecerahan laser semikonduktor daya tinggi. Meskipun optik multiplexing panjang gelombang dapat mengubah laser semikonduktor yang relatif rendah menjadi yang lebih terang, ini datang dengan biaya peningkatan lebar spektral dan kompleksitas fotomekanis. Laser serat telah terbukti sangat efektif dalam konversi kecerahan.

Serat berpakaian dua kali yang diperkenalkan pada 1990-an, menggunakan inti mode tunggal yang dikelilingi oleh kelongsong multimode, dapat secara efektif memperkenalkan laser pompa semikonduktor multimode yang lebih tinggi dan berbiaya lebih rendah ke dalam serat, menciptakan cara yang lebih ekonomis untuk mengubah laser semikonduktor daya tinggi menjadi sumber cahaya yang lebih terang. Untuk serat ytterbium-doped (YB), pompa menggairahkan pita penyerapan lebar yang berpusat pada 915nm, atau pita penyerapan yang lebih sempit di dekat 976nm. Ketika panjang gelombang pompa mendekati panjang gelombang penguatan laser serat, yang disebut defisit kuantum berkurang, memaksimalkan efisiensi dan meminimalkan jumlah panas limbah yang perlu dihilangkan.

Laser Seratdan laser solid-state yang dipompa dioda keduanya bergantung pada peningkatan kecerahanlaser dioda. Secara umum, ketika kecerahan laser dioda terus membaik, kekuatan laser yang mereka pompa juga meningkat. Peningkatan kecerahan laser semikonduktor cenderung mempromosikan 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 yang padat untuk aplikasi laser semikonduktor langsung.

Gambar 2: Peningkatan kecerahan kekuatan tinggiLaser semikonduktormemungkinkan aplikasi diperluas

Pasar dan Aplikasi

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

Dengan biaya dan kinerja meningkatkan lebih dari 10 kali lipat setiap dekade, laser semikonduktor berdaya tinggi telah mengganggu pasar dengan cara yang tidak terduga. Meskipun sulit untuk memprediksi aplikasi di masa depan dengan presisi, juga instruktif untuk melihat kembali selama tiga dekade terakhir untuk membayangkan kemungkinan dekade berikutnya (lihat Gambar 2).

Ketika Hall menunjukkan laser semikonduktor lebih dari 50 tahun yang lalu, ia meluncurkan revolusi teknologi. Seperti hukum Moore, tidak ada yang bisa memperkirakan pencapaian cemerlang dari laser semikonduktor berdaya tinggi yang diikuti dengan berbagai inovasi yang berbeda.

Masa depan laser semikonduktor
Tidak ada hukum fisika mendasar yang mengatur perbaikan ini, tetapi kemajuan teknologi yang berkelanjutan cenderung mempertahankan perkembangan eksponensial ini dalam kemegahan ini. Laser semikonduktor akan terus menggantikan teknologi tradisional dan selanjutnya akan mengubah cara dibuat. Lebih penting lagi untuk pertumbuhan ekonomi, laser semikonduktor berdaya tinggi juga akan mengubah apa yang bisa dibuat.