Ikhtisar pengembangan laser semikonduktor daya tinggi bagian kedua

Ikhtisar kekuatan tinggilaser semikonduktorpengembangan bagian kedua

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

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

Laser seratdan laser solid-state yang dipompa dioda keduanya mengandalkan peningkatan kecerahanlaser dioda. Secara umum, seiring dengan peningkatan kecerahan laser dioda, kekuatan laser yang dipompa juga meningkat. Peningkatan kecerahan laser semikonduktor cenderung menghasilkan 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 pada laser solid-state, serta skema penggunaan kembali panjang gelombang padat untuk aplikasi laser semikonduktor langsung.

Gambar 2: Peningkatan kecerahan daya tinggilaser semikonduktormemungkinkan aplikasi diperluas

Pasar dan aplikasi

Kemajuan dalam laser semikonduktor berdaya tinggi telah memungkinkan banyak penerapan 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 peningkatan biaya dan kinerja lebih dari 10 kali lipat setiap dekade, laser semikonduktor berdaya tinggi telah mendisrupsi pasar dengan cara yang tidak terduga. Meskipun sulit untuk memprediksi penerapannya di masa depan dengan tepat, ada baiknya jika kita melihat ke belakang selama tiga dekade terakhir untuk membayangkan kemungkinan-kemungkinan pada dekade berikutnya (lihat Gambar 2).

Ketika Hall mendemonstrasikan laser semikonduktor lebih dari 50 tahun yang lalu, dia meluncurkan revolusi teknologi. Seperti Hukum Moore, tidak ada yang bisa meramalkan pencapaian gemilang laser semikonduktor berdaya tinggi yang diikuti dengan berbagai inovasi berbeda.

Masa depan laser semikonduktor
Tidak ada hukum fisika mendasar yang mengatur peningkatan ini, namun kemajuan teknologi yang berkelanjutan kemungkinan besar akan menopang perkembangan eksponensial ini dengan megah. Laser semikonduktor akan terus menggantikan teknologi tradisional dan selanjutnya akan mengubah cara pembuatannya. Yang lebih penting lagi bagi pertumbuhan ekonomi, laser semikonduktor berdaya tinggi juga akan mengubah apa yang bisa dibuat.