हाय पॉवर सेमीकंडक्टर लेसर डेव्हलपमेंटचे विहंगावलोकन भाग दोन

उच्च शक्तीचे विहंगावलोकनसेमीकंडक्टर लेसरविकास भाग दोन

फायबर लेसर.
फायबर लेसर उच्च पॉवर सेमीकंडक्टर लेसरच्या ब्राइटनेसमध्ये रूपांतरित करण्याचा एक किफायतशीर मार्ग प्रदान करतात. जरी तरंगलांबी मल्टिप्लेक्सिंग ऑप्टिक्स तुलनेने कमी-ब्राइटनेस सेमीकंडक्टर लेसरला उजळ मध्ये रूपांतरित करू शकतात, हे वाढलेल्या वर्णक्रमीय रुंदी आणि फोटोमेकॅनिकल जटिलतेच्या खर्चावर येते. फायबर लेसर ब्राइटनेस रूपांतरणात विशेषतः प्रभावी असल्याचे सिद्ध झाले आहे.

मल्टीमोड क्लॅडिंगने वेढलेले सिंगल-मोड कोर वापरून 1990 च्या दशकात सादर केलेले डबल-क्लड फायबर, उच्च-पॉवर, कमी किमतीचे मल्टीमोड सेमीकंडक्टर पंप लेसर फायबरमध्ये प्रभावीपणे सादर करू शकतात, ज्यामुळे उच्च-शक्ती सेमीकंडक्टर लेसर रूपांतरित करण्याचा अधिक किफायतशीर मार्ग तयार होतो. उजळ प्रकाश स्रोत मध्ये. ytterbium-doped (Yb) तंतूंसाठी, पंप 915nm वर केंद्रीत रुंद अवशोषण बँड किंवा 976nm जवळ एक अरुंद अवशोषण बँड उत्तेजित करतो. जसजसे पंपिंग तरंगलांबी फायबर लेसरच्या लेसिंग तरंगलांबीच्या जवळ येते, तसतसे तथाकथित क्वांटम डेफिसिट कमी होते, कार्यक्षमता वाढवते आणि कमी करणे आवश्यक असलेल्या कचरा उष्णतेचे प्रमाण कमी होते.

फायबर लेसरआणि डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेसर दोन्ही ब्राइटनेस वाढण्यावर अवलंबून असतातडायोड लेसर. सर्वसाधारणपणे, डायोड लेसरची चमक जसजशी सुधारत राहते, तसतसे ते पंप करत असलेल्या लेसरची शक्ती देखील वाढते. सेमीकंडक्टर लेसरची ब्राइटनेस सुधारणा अधिक कार्यक्षम ब्राइटनेस रूपांतरणास प्रोत्साहन देते.

आमच्या अपेक्षेप्रमाणे, भविष्यातील प्रणाल्यांसाठी अवकाशीय आणि वर्णक्रमीय चमक आवश्यक असेल जे सॉलिड-स्टेट लेसरमधील अरुंद अवशोषण वैशिष्ट्यांसाठी कमी क्वांटम डेफिसिट पंपिंग सक्षम करेल, तसेच थेट सेमीकंडक्टर लेसर अनुप्रयोगांसाठी दाट तरंगलांबी पुनर्वापर योजना.

आकृती 2: उच्च-शक्तीची वाढलेली चमकसेमीकंडक्टर लेसरअनुप्रयोगांचा विस्तार करण्यास अनुमती देते

बाजार आणि अनुप्रयोग

उच्च-शक्तीच्या अर्धसंवाहक लेसरमधील प्रगतीमुळे अनेक महत्त्वाचे अनुप्रयोग शक्य झाले आहेत. हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर लेसरची प्रति ब्राइटनेस वॅटची किंमत झपाट्याने कमी झाली असल्याने, हे लेसर जुन्या तंत्रज्ञानाची जागा घेतात आणि नवीन उत्पादन श्रेणी सक्षम करतात.

दर दशकात किंमत आणि कार्यप्रदर्शन 10-पटींहून अधिक सुधारत असताना, उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझरने अनपेक्षित मार्गांनी बाजारपेठ विस्कळीत केली आहे. भविष्यातील ऍप्लिकेशन्सचा अचूकतेने अंदाज लावणे कठीण असले तरी, पुढील दशकाच्या शक्यतांची कल्पना करण्यासाठी मागील तीन दशकांमध्ये मागे वळून पाहणे देखील बोधप्रद आहे (आकृती 2 पहा).

50 वर्षांहून अधिक वर्षांपूर्वी जेव्हा हॉलने सेमीकंडक्टर लेसरचे प्रात्यक्षिक दाखवले तेव्हा त्यांनी तांत्रिक क्रांती सुरू केली. मूरच्या नियमाप्रमाणे, उच्च-शक्तीच्या अर्धसंवाहक लेसरच्या चमकदार कामगिरीचा अंदाज कोणीही बांधू शकला नाही, ज्यानंतर विविध नवनवीन शोध लागले.

सेमीकंडक्टर लेसरचे भविष्य
या सुधारणांवर नियंत्रण ठेवणारे भौतिकशास्त्राचे कोणतेही मूलभूत नियम नाहीत, परंतु सतत तांत्रिक प्रगतीमुळे हा घातांकीय विकास वैभवात टिकून राहण्याची शक्यता आहे. सेमीकंडक्टर लेसर पारंपारिक तंत्रज्ञानाची जागा घेत राहतील आणि गोष्टी बनवण्याच्या पद्धतीत आणखी बदल करतील. अधिक महत्त्वाचे म्हणजे आर्थिक वाढीसाठी, उच्च-शक्ती सेमीकंडक्टर लेसर देखील काय बनवता येतील ते बदलतील.