Yuqori quvvatga umumiy nuqtai nazaryarimo'tkazgichli lazerrivojlanishning birinchi qismi
Samaradorlik va quvvat yaxshilanishda davom etar ekan, lazer diodlari (lazer diodlari drayveri) an'anaviy texnologiyalarni almashtirishda davom etadi, shu bilan birga narsalarni yaratish usulini o'zgartiradi va yangi narsalarni ishlab chiqishga imkon beradi. Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlardagi sezilarli yaxshilanishlarni tushunish ham cheklangan. Elektronlarni yarimo'tkazgichlar orqali lazerlarga aylantirish birinchi marta 1962-yilda namoyish etilgan va undan keyin elektronlarni yuqori mahsuldorlikdagi lazerlarga aylantirishda ulkan yutuqlarga olib kelgan turli xil qo'shimcha yutuqlar paydo bo'ldi. Ushbu yutuqlar optik saqlashdan tortib optik tarmoqlargacha va turli sanoat sohalarigacha bo'lgan muhim qo'llanmalarni qo'llab-quvvatladi.
Ushbu yutuqlar va ularning umumiy taraqqiyotini ko'rib chiqish iqtisodiyotning ko'plab sohalarida yanada katta va kengroq ta'sir ko'rsatish imkoniyatini ta'kidlaydi. Darhaqiqat, yuqori quvvatli yarimo'tkazgich lazerlarning doimiy ravishda takomillashtirilishi bilan uning qo'llanilish sohasi kengayishni tezlashtiradi va iqtisodiy o'sishga chuqur ta'sir ko'rsatadi.
1-rasm: Yorqinlikni va yuqori quvvatli yarimo'tkazgich lazerlarning Mur qonunini taqqoslash
Diod bilan pompalanadigan qattiq holatdagi lazerlar vatolali lazerlar
Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlardagi yutuqlar, shuningdek, yarimo'tkazgichli lazerlar odatda lehimlangan kristallarni (diod bilan pompalanadigan qattiq holatdagi lazerlar) yoki lehimlangan tolalarni (tolali lazerlar) qo'zg'atish (pompalash) uchun ishlatiladigan pastki oqimli lazer texnologiyasining rivojlanishiga olib keldi.
Yarimo'tkazgichli lazerlar samarali, kichik va arzon lazer energiyasini ta'minlasa-da, ularning ikkita asosiy cheklovi ham bor: ular energiyani saqlamaydi va ularning yorqinligi cheklangan. Asosan, ko'plab dasturlar ikkita foydali lazerni talab qiladi; Ulardan biri elektr energiyasini lazer nurlanishiga aylantirish uchun, ikkinchisi esa ushbu nurlanishning yorqinligini oshirish uchun ishlatiladi.
Diod bilan pompalanadigan qattiq holatdagi lazerlar.
1980-yillarning oxirlarida yarimo'tkazgichli lazerlardan qattiq holatdagi lazerlarni pompalash uchun foydalanish katta tijorat qiziqishini qozona boshladi. Diod bilan pompalanadigan qattiq holatdagi lazerlar (DPSSL) tarixan qattiq holatdagi lazer kristallarini pompalash uchun yoy lampalaridan foydalangan holda issiqlik boshqaruv tizimlari (asosan sikl sovutgichlari) va kuchaytirish modullarining hajmini va murakkabligini sezilarli darajada kamaytiradi.
Yarimo'tkazgichli lazerning to'lqin uzunligi qattiq holatdagi lazerning kuchaytirish muhiti bilan spektral yutilish xususiyatlarining mos kelishiga qarab tanlanadi, bu esa yoy chiroqining keng polosali emissiya spektriga nisbatan termal yukni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. 1064 nm to'lqin uzunligini chiqaradigan neodim bilan qo'shilgan lazerlarning mashhurligini hisobga olgan holda, 808 nm yarimo'tkazgichli lazer 20 yildan ortiq vaqt davomida yarimo'tkazgichli lazer ishlab chiqarishda eng samarali mahsulotga aylandi.
Ikkinchi avlodning diodli nasos samaradorligining yaxshilanishi ko'p rejimli yarimo'tkazgichli lazerlarning yorqinligining oshishi va 2000-yillarning o'rtalarida ommaviy Bragg panjaralari (VBGS) yordamida tor emissiya chiziq kengliklarini barqarorlashtirish qobiliyati tufayli mumkin bo'ldi. Taxminan 880 nm ga teng zaif va tor spektral yutilish xususiyatlari spektral jihatdan barqaror yuqori yorqinlikdagi nasos diodlariga katta qiziqish uyg'otdi. Ushbu yuqori samarali lazerlar neodimiyni to'g'ridan-to'g'ri 4F3/2 yuqori lazer darajasida nasoslash imkonini beradi, bu esa kvant tanqisligini kamaytiradi va shu bilan yuqori o'rtacha quvvatda asosiy rejimni ekstraktsiya qilishni yaxshilaydi, aks holda bu termal linzalar bilan cheklanadi.
Ushbu asrning ikkinchi o'n yillik boshlariga kelib, biz bir ko'ndalang rejimli 1064 nm lazerlarda, shuningdek, ko'rinadigan va ultrabinafsha to'lqin uzunliklarida ishlaydigan chastota konvertatsiya lazerlarida sezilarli darajada quvvat oshishiga guvoh bo'ldik. Nd: YAG va Nd: YVO4 ning uzoq yuqori energiya ishlash muddatini hisobga olgan holda, ushbu DPSSL Q-kommutatsiya operatsiyalari yuqori impuls energiyasi va eng yuqori quvvatni ta'minlaydi, bu ularni ablativ materiallarni qayta ishlash va yuqori aniqlikdagi mikromexaniklashtirish dasturlari uchun ideal qiladi.
Joylashtirilgan vaqt: 2023-yil 6-noyabr