Tinjauan umum pengembangan laser semikonduktor daya tinggi bagian dua

Tinjauan daya tinggilaser semikonduktorpengembangan bagian dua

Laser serat.
Laser serat menyediakan cara yang hemat biaya untuk mengubah kecerahan laser semikonduktor berdaya tinggi. Meskipun optik multiplexing panjang gelombang dapat mengubah laser semikonduktor dengan kecerahan yang relatif rendah menjadi lebih terang, hal ini mengorbankan lebar spektral dan kompleksitas fotomekanik yang lebih besar. Laser serat 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 berbiaya rendah dan berdaya tinggi 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 membangkitkan 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 terbuang yang perlu dihilangkan.

Laser seratdan laser solid-state yang dipompa dioda keduanya bergantung pada peningkatan kecerahanlaser diodaSecara umum, seiring dengan peningkatan kecerahan laser dioda, daya laser yang dipompa 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 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 mengubah pasar dengan cara yang tak terduga. Meskipun sulit untuk memprediksi aplikasi masa depan dengan tepat, ada baiknya 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 sebuah revolusi teknologi. Seperti Hukum Moore, tidak seorang pun dapat meramalkan pencapaian cemerlang laser semikonduktor berdaya tinggi yang diikuti dengan berbagai inovasi berbeda.

Masa depan laser semikonduktor
Tidak ada hukum dasar fisika yang mengatur perbaikan 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.