Aperçu de la haute puissancelaser semi-conducteurDéveloppement une partie la première partie
Alors que l'efficacité et le pouvoir continuent de s'améliorer, les diodes laser (Conducteur de diodes laser) continuera de remplacer les technologies traditionnelles, modifiant ainsi la façon dont les choses sont faites et permettant le développement de nouvelles choses. La compréhension des améliorations significatives des lasers semi-conducteurs à haute puissance est également limitée. La conversion des électrons en lasers via des semi-conducteurs a été démontrée pour la première fois en 1962, et une grande variété d'avancées complémentaires ont suivi qui ont entraîné d'énormes avancées dans la conversion des électrons en lasers à haute productivité. Ces avancées ont pris en charge des applications importantes, du stockage optique à la mise en réseau optique à un large éventail de champs industriels.
Un examen de ces avancées et de leurs progrès cumulatifs met en évidence le potentiel d'un impact encore plus grand et plus omniprésent dans de nombreux domaines de l'économie. En fait, avec l'amélioration continue des lasers semi-conducteurs de haute puissance, son domaine d'application accélérera l'expansion et aura un impact profond sur la croissance économique.
Figure 1: Comparaison de la luminance et de la loi de Moore sur les lasers semi-conducteurs à haute puissance
Lasers à l'état solide à puce etlasers en fibre
Les progrès des lasers semi-conducteurs à haute puissance ont également conduit au développement de la technologie laser en aval, où les lasers semi-conducteurs sont généralement utilisés pour exciter (pompe) des cristaux dopés (lasers à l'état solide à la diode) ou des fibres dopées (lasers fibres).
Bien que les lasers semi-conducteurs fournissent une énergie laser efficace, petite et à faible coût, ils ont également deux limitations clés: ils ne stockent pas l'énergie et leur luminosité est limitée. Fondamentalement, de nombreuses applications nécessitent deux lasers utiles; L'un est utilisé pour convertir l'électricité en émission laser, et l'autre est utilisé pour améliorer la luminosité de cette émission.
Lasers à l'état solide à puce.
À la fin des années 1980, l'utilisation de lasers semi-conducteurs pour pomper les lasers à l'état solide a commencé à susciter un intérêt commercial important. Les lasers à l'état solide à puce à la diode (DPSSL) réduisent considérablement la taille et la complexité des systèmes de gestion thermique (principalement des refroidisseurs de cycle) et des modules de gain, qui ont historiquement utilisé des lampes d'arc pour pomper les cristaux laser à l'état solide.
La longueur d'onde du laser semi-conducteur est sélectionnée sur la base du chevauchement des caractéristiques d'absorption spectrale avec le milieu de gain du laser à l'état solide, ce qui peut réduire considérablement la charge thermique par rapport au spectre d'émission à large bande de la lampe d'arc. Compte tenu de la popularité des lasers dopés au néodyme émettant une longueur d'onde de 1064 nm, le laser semi-conducteur de 808 nm est devenu le produit le plus productif de la production de laser semi-conducteur depuis plus de 20 ans.
L'efficacité de pompage de diodes améliorée de la deuxième génération a été rendue possible par la luminosité accrue des lasers semi-conducteurs multimode et la capacité de stabiliser les largeurs de lignes d'émission étroites en utilisant des réductions de bragg en vrac (VBG) au milieu des années 2000. Les caractéristiques d'absorption spectrale faibles et étroites d'environ 880 nm ont suscité un grand intérêt pour les diodes de pompe à haute luminosité spectralement stables. Ces lasers à performance supérieure permettent de pomper le néodyme directement au niveau du laser supérieur de 4F3 / 2, réduisant les déficits quantiques et améliorant ainsi l'extraction de mode fondamental à une puissance moyenne plus élevée, qui serait autrement limitée par les lentilles thermiques.
Au début de la deuxième décennie de ce siècle, nous avons assisté à une augmentation de puissance significative des lasers à mode 1064 nm à transversal unique, ainsi que leurs lasers de conversion de fréquence fonctionnant dans les longueurs d'onde visibles et ultraviolets. Compte tenu de la longue durée de vie d'énergie supérieure de ND: YAG et ND: YVO4, ces opérations à commutation DPSS Q fournissent une énergie d'impulsion élevée et une puissance de pointe, ce qui les rend idéales pour le traitement ablatif des matériaux et les applications de micromachining à haute précision.
Heure du poste: nov-06-2023