उच्च उर्जा सेमीकंडक्टर लेसर विकास भाग एक विहंगावलोकन

उच्च शक्तीचे विहंगावलोकनसेमीकंडक्टर लेसरविकास भाग एक

कार्यक्षमता आणि शक्ती सुधारत असताना, लेसर डायोड (लेसर डायोड ड्राइव्हर) पारंपारिक तंत्रज्ञानाची जागा बदलणे सुरू राहील, ज्यायोगे गोष्टी बनविण्याच्या पद्धती बदलतील आणि नवीन गोष्टींचा विकास सक्षम करेल. हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर लेसरमधील महत्त्वपूर्ण सुधारणांची समज देखील मर्यादित आहे. सेमीकंडक्टरद्वारे इलेक्ट्रॉनचे लेसरचे रूपांतरण प्रथम १ 62 in२ मध्ये दर्शविले गेले आणि विविध प्रकारच्या पूरक प्रगतीनंतर इलेक्ट्रॉनच्या उच्च-उत्पादनाच्या लेसरमध्ये रूपांतरणात मोठ्या प्रमाणात प्रगती झाली आहे. या प्रगतींनी ऑप्टिकल स्टोरेजपासून ऑप्टिकल नेटवर्किंगपासून ते औद्योगिक क्षेत्राच्या विस्तृत श्रेणीपर्यंत महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगांना समर्थन दिले आहे.

या प्रगती आणि त्यांच्या एकत्रित प्रगतीचा आढावा अर्थव्यवस्थेच्या बर्‍याच क्षेत्रांमध्ये आणखी मोठ्या आणि अधिक व्यापक परिणामाच्या संभाव्यतेवर प्रकाश टाकतो. खरं तर, उच्च-शक्ती सेमीकंडक्टर लेसरच्या सतत सुधारणामुळे, त्याचे अनुप्रयोग क्षेत्र विस्तारास गती देईल आणि त्याचा आर्थिक विकासावर खोल परिणाम होईल.

आकृती 1: ल्युमिनेन्स आणि मूरच्या उच्च उर्जा सेमीकंडक्टर लेसरच्या कायद्याची तुलना

डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसर आणिफायबर लेसर

हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर लेसरमधील प्रगतीमुळे डाउनस्ट्रीम लेसर तंत्रज्ञानाचा विकास देखील झाला आहे, जेथे सेमीकंडक्टर लेसर सामान्यत: डोप्ड क्रिस्टल्स (डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसर) किंवा डोप्ड फायबर (फायबर लेसर) उत्तेजित करण्यासाठी वापरले जातात.

जरी सेमीकंडक्टर लेसर कार्यक्षम, लहान आणि कमी किमतीच्या लेसर उर्जा प्रदान करतात, परंतु त्यांच्याकडे दोन महत्त्वाच्या मर्यादा देखील आहेत: ते ऊर्जा साठवत नाहीत आणि त्यांची चमक मर्यादित आहे. मूलभूतपणे, बर्‍याच अनुप्रयोगांना दोन उपयुक्त लेसर आवश्यक असतात; एक विजेचा वापर लेसर उत्सर्जनात रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो आणि दुसर्‍याचा उपयोग त्या उत्सर्जनाची चमक वाढविण्यासाठी केला जातो.

डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसर.
१ 1980 .० च्या उत्तरार्धात, सॉलिड-स्टेट लेसरला पंप करण्यासाठी सेमीकंडक्टर लेसरचा वापर महत्त्वपूर्ण व्यावसायिक व्याज मिळवू लागला. डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसर (डीपीएसएसएल) नाटकीयरित्या थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम (प्रामुख्याने सायकल कूलर) चे आकार आणि जटिलता कमी करते आणि मॉड्यूल्स गेन, ज्याने ऐतिहासिकदृष्ट्या सॉलिड-स्टेट लेसर क्रिस्टल्स पंप करण्यासाठी आर्क दिवे वापरला आहे.

सेमीकंडक्टर लेसरची तरंगदैर्ध्य सॉलिड-स्टेट लेसरच्या गेन माध्यमासह वर्णक्रमीय शोषण वैशिष्ट्यांच्या आच्छादनाच्या आधारे निवडली जाते, जे आर्क लॅमच्या वाइडबँड उत्सर्जन स्पेक्ट्रमच्या तुलनेत थर्मल लोड लक्षणीय प्रमाणात कमी करू शकते. 1064 एनएम तरंगलांबी उत्सर्जित करणार्‍या नियोडिमियम-डोप्ड लेसरची लोकप्रियता लक्षात घेता, 808 एनएम सेमीकंडक्टर लेसर 20 पेक्षा जास्त वर्षांपासून सेमीकंडक्टर लेसर उत्पादनात सर्वात उत्पादक उत्पादन बनले आहे.

दुसर्‍या पिढीची सुधारित डायोड पंपिंग कार्यक्षमता मल्टी-मोड सेमीकंडक्टर लेसरच्या वाढीव चमक आणि 2000 च्या दशकाच्या मध्यभागी बल्क ब्रॅग ग्रेटिंग्ज (व्हीबीजी) वापरुन अरुंद उत्सर्जन लाइनविड्थ स्थिर करण्याची क्षमता शक्य झाली. सुमारे 880nm च्या कमकुवत आणि अरुंद वर्णक्रमीय शोषण वैशिष्ट्यांमुळे स्पेक्ट्रिकली स्थिर उच्च ब्राइटनेस पंप डायोडमध्ये मोठ्या प्रमाणात रस निर्माण झाला आहे. या उच्च कार्यप्रदर्शन लेसरमुळे 4 एफ 3/2 च्या वरच्या लेसर स्तरावर थेट निओडीमियम पंप करणे शक्य होते, क्वांटमची कमतरता कमी होते आणि त्याद्वारे उच्च सरासरी शक्तीवर मूलभूत मोड काढण्यात सुधारणा होते, जे अन्यथा थर्मल लेन्सद्वारे मर्यादित असेल.

या शतकाच्या दुसर्‍या दशकाच्या सुरूवातीस, आम्ही सिंगल-ट्रान्सव्हर्स मोड 1064 एनएम लेसरमध्ये तसेच दृश्यमान आणि अल्ट्राव्हायोलेट तरंगलांबींमध्ये कार्यरत त्यांचे वारंवारता रूपांतरण लेसरमध्ये महत्त्वपूर्ण शक्ती वाढवितो. एनडीचा लांब अपर एनर्जी लाइफटाइम दिल्यास: यॅग आणि एनडी: वायव्हीओ 4, या डीपीएसएसएल क्यू-स्विच केलेल्या ऑपरेशन्स उच्च नाडी उर्जा आणि पीक पॉवर प्रदान करतात, ज्यामुळे ते अपमानकारक सामग्री प्रक्रिया आणि उच्च-परिशुद्धता मायक्रोमॅचिनिंग अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनतात.