Gambaran umum pengembangan laser semikonduktor daya tinggi bagian kedua

Gambaran umum daya tinggilaser semikonduktorpengembangan bagian kedua

Laser serat.
Laser serat optik menyediakan cara yang hemat biaya untuk mengubah kecerahan laser semikonduktor daya tinggi. Meskipun optik multiplexing panjang gelombang dapat mengubah laser semikonduktor dengan kecerahan relatif rendah menjadi lebih terang, hal ini menimbulkan biaya berupa peningkatan lebar spektrum dan kompleksitas fotomekanik. Laser serat optik telah terbukti sangat efektif dalam konversi kecerahan.

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

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

Seperti yang kita harapkan, kecerahan spasial dan spektral akan diperlukan untuk sistem masa depan yang 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 daya tinggilaser semikonduktormemungkinkan aplikasi untuk diperluas

Pasar dan aplikasi

Kemajuan dalam laser semikonduktor daya tinggi telah memungkinkan banyak aplikasi penting. Karena biaya per watt kecerahan laser semikonduktor daya 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 daya tinggi telah mengganggu pasar dengan cara yang tak terduga. Meskipun sulit untuk memprediksi aplikasi masa depan dengan tepat, ada baiknya juga untuk melihat kembali tiga dekade terakhir untuk membayangkan kemungkinan dekade berikutnya (lihat Gambar 2).

Ketika Hall mendemonstrasikan laser semikonduktor lebih dari 50 tahun yang lalu, ia meluncurkan revolusi teknologi. Seperti Hukum Moore, tidak ada yang bisa memprediksi pencapaian gemilang laser semikonduktor daya tinggi yang menyusul dengan berbagai inovasi berbeda.

Masa depan laser semikonduktor
Tidak ada hukum fisika fundamental yang mengatur peningkatan ini, tetapi kemajuan teknologi yang berkelanjutan kemungkinan akan mempertahankan perkembangan eksponensial ini dengan gemilang. Laser semikonduktor akan terus menggantikan teknologi tradisional dan akan semakin mengubah cara pembuatan barang. Lebih penting lagi bagi pertumbuhan ekonomi, laser semikonduktor daya tinggi juga akan mengubah apa yang dapat dibuat.