Panoramica della parte secondo laser a semiconduttore ad alta potenza Parte

Panoramica di alta potenzalaser a semiconduttoreSviluppo parte due

Laser in fibra.
I laser in fibra forniscono un modo economico per convertire la luminosità dei laser a semiconduttore ad alta potenza. Sebbene l'ottica multiplexing a lunghezza d'onda possa convertire i laser a semiconduttore di luminosità relativamente bassa in quelli più luminosi, ciò ha un costo dell'aumento della larghezza spettrale e della complessità fotomeccanica. I laser in fibra hanno dimostrato di essere particolarmente efficaci nella conversione della luminosità.

Le fibre a doppio rivestimento introdotte negli anni '90, utilizzando un nucleo a modalità singola circondata da rivestimenti multimodali, possono effettivamente introdurre laser a semiconduttore a più costi più elevati a basso costo in fibra, creando un modo più economico per convertire i laser a semiconduttore ad alta potenza in fonti di luce più luminose. Per le fibre drogate con itterbio (YB), la pompa eccita un'ampia banda di assorbimento centrata a 915 nm o una fascia di assorbimento più stretta vicino a 976nm. Man mano che la lunghezza d'onda di pompaggio si avvicina alla lunghezza d'onda del laser del laser a fibra, il cosiddetto deficit quantico viene ridotto, massimizzando l'efficienza e minimizzando la quantità di calore di rifiuti che deve essere dissipata.

Laser in fibrae i laser a stato solido pompati si basano entrambi sull'aumento della luminosità dellaser a diodi. In generale, man mano che la luminosità dei laser a diodi continua a migliorare, aumenta anche la potenza dei laser che pumano. Il miglioramento della luminosità dei laser a semiconduttore tende a promuovere una conversione di luminosità più efficiente.

Come prevediamo, la luminosità spaziale e spettrale sarà necessaria per i sistemi futuri che consentiranno un basso pompaggio di deficit quantico per caratteristiche di assorbimento stretto nei laser a stato solido, nonché schemi di riutilizzo della lunghezza d'onda densa per applicazioni laser a semiconduttore diretto.

Figura 2: aumento della luminosità di alta potenzalaser a semiconduttoreconsente di espandere le applicazioni

Mercato e applicazione

I progressi nei laser a semiconduttore ad alta potenza hanno reso possibili molte applicazioni importanti. Poiché il costo per luminosità Watt dei laser a semiconduttore ad alta potenza è stato ridotto in modo esponenziale, questi laser sostituiscono entrambi le vecchie tecnologie e consentono nuove categorie di prodotti.

Con i costi e le prestazioni che migliorano più di 10 volte ogni decennio, i laser a semiconduttore ad alta potenza hanno interrotto il mercato in modi inaspettati. Sebbene sia difficile prevedere le applicazioni future con precisione, è anche istruttivo guardare indietro negli ultimi tre decenni per immaginare le possibilità del prossimo decennio (vedi Figura 2).

Quando Hall ha dimostrato laser a semiconduttore più di 50 anni fa, ha lanciato una rivoluzione tecnologica. Come la legge di Moore, nessuno avrebbe potuto prevedere i brillanti risultati dei laser a semiconduttore ad alta potenza che seguirono una varietà di diverse innovazioni.

Il futuro dei laser a semiconduttore
Non ci sono leggi fondamentali della fisica che governano questi miglioramenti, ma è probabile che continuerà a sostenere questo sviluppo esponenziale nello splendore. I laser a semiconduttore continueranno a sostituire le tecnologie tradizionali e cambieranno ulteriormente il modo in cui vengono fatte le cose. Ancora più importante per la crescita economica, anche i laser a semiconduttore ad alta potenza cambieranno ciò che può essere fatto.