उच्च पॉवर सेमीकंडक्टर लेसर विकास भाग एक विहंगावलोकन

उच्च शक्तीचे विहंगावलोकनसेमीकंडक्टर लेसरविकास भाग एक

कार्यक्षमता आणि शक्ती सुधारत राहिल्याने, लेसर डायोड(लेसर डायोड ड्रायव्हर) पारंपारिक तंत्रज्ञानाची जागा घेत राहील, ज्यामुळे गोष्टी बनवण्याच्या पद्धतीत बदल होईल आणि नवीन गोष्टींचा विकास सक्षम होईल. हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर लेसरमधील महत्त्वपूर्ण सुधारणा समजून घेणे देखील मर्यादित आहे. सेमीकंडक्टरद्वारे लेसरमध्ये इलेक्ट्रॉनचे रूपांतरण प्रथम 1962 मध्ये प्रदर्शित केले गेले आणि त्यानंतर विविध प्रकारच्या पूरक प्रगती झाल्या ज्यामुळे इलेक्ट्रॉनचे उच्च-उत्पादक लेसरमध्ये रूपांतरण करण्यात मोठी प्रगती झाली. या प्रगतीने ऑप्टिकल स्टोरेजपासून ऑप्टिकल नेटवर्किंगपर्यंतच्या औद्योगिक क्षेत्रांच्या विस्तृत श्रेणीपर्यंत महत्त्वाच्या अनुप्रयोगांना समर्थन दिले आहे.

या प्रगती आणि त्यांच्या एकत्रित प्रगतीचा आढावा अर्थव्यवस्थेच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये आणखी मोठ्या आणि अधिक व्यापक प्रभावाच्या संभाव्यतेवर प्रकाश टाकतो. किंबहुना, उच्च-शक्ती सेमीकंडक्टर लेझरच्या सतत सुधारणेसह, त्याचे अनुप्रयोग क्षेत्र विस्तारास गती देईल आणि आर्थिक वाढीवर खोल परिणाम करेल.

आकृती 1: ल्युमिनन्सची तुलना आणि मूरच्या उच्च शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेसरचा नियम

डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेसर आणिफायबर लेसर

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

जरी सेमीकंडक्टर लेसर कार्यक्षम, लहान आणि कमी किमतीची लेसर ऊर्जा प्रदान करतात, त्यांना देखील दोन प्रमुख मर्यादा आहेत: ते ऊर्जा साठवत नाहीत आणि त्यांची चमक मर्यादित आहे. मूलभूतपणे, अनेक अनुप्रयोगांना दोन उपयुक्त लेसर आवश्यक असतात; एकाचा वापर विजेचे लेसर उत्सर्जनात रूपांतर करण्यासाठी केला जातो आणि दुसरा त्या उत्सर्जनाची चमक वाढवण्यासाठी वापरला जातो.

डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेसर.
1980 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात, सॉलिड-स्टेट लेसर पंप करण्यासाठी सेमीकंडक्टर लेसरचा वापर लक्षणीय व्यावसायिक हित मिळवू लागला. डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेसर (DPSSL) थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टम्सचा आकार आणि जटिलता नाटकीयरित्या कमी करतात (प्रामुख्याने सायकल कूलर) आणि मॉड्यूल मिळवतात, ज्याने ऐतिहासिकदृष्ट्या सॉलिड-स्टेट लेसर क्रिस्टल्स पंप करण्यासाठी आर्क दिवे वापरले आहेत.

सेमीकंडक्टर लेसरची तरंगलांबी सॉलिड-स्टेट लेसरच्या लाभ माध्यमासह स्पेक्ट्रल शोषण वैशिष्ट्यांच्या ओव्हरलॅपवर आधारित निवडली जाते, ज्यामुळे आर्क लॅम्पच्या वाइडबँड उत्सर्जन स्पेक्ट्रमच्या तुलनेत थर्मल लोड लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो. 1064nm तरंगलांबी उत्सर्जित करणाऱ्या निओडीमियम-डोपेड लेसरची लोकप्रियता लक्षात घेता, 808nm सेमीकंडक्टर लेसर हे 20 वर्षांहून अधिक काळ सेमीकंडक्टर लेसर उत्पादनातील सर्वात उत्पादक उत्पादन बनले आहे.

दुस-या पिढीची सुधारित डायोड पंपिंग कार्यक्षमता मल्टी-मोड सेमीकंडक्टर लेसरच्या वाढत्या ब्राइटनेसमुळे आणि 2000 च्या मध्यात बल्क ब्रॅग ग्रेटिंग्स (VBGS) वापरून अरुंद उत्सर्जन लाइनविड्थ स्थिर करण्याच्या क्षमतेमुळे शक्य झाली. सुमारे 880nm च्या कमकुवत आणि अरुंद स्पेक्ट्रल शोषण वैशिष्ट्यांमुळे स्पेक्ट्रली स्थिर उच्च ब्राइटनेस पंप डायोड्समध्ये खूप रस निर्माण झाला आहे. हे उच्च कार्यक्षमतेचे लेसर थेट 4F3/2 च्या वरच्या लेसर स्तरावर निओडीमियम पंप करणे शक्य करतात, क्वांटम कमतरता कमी करतात आणि त्याद्वारे उच्च सरासरी पॉवरवर मूलभूत मोड एक्सट्रॅक्शन सुधारतात, जे अन्यथा थर्मल लेन्सद्वारे मर्यादित असेल.

या शतकाच्या सुरुवातीच्या दुसऱ्या दशकापर्यंत, आम्ही सिंगल-ट्रान्सव्हर्स मोड 1064nm लेसर, तसेच दृश्यमान आणि अल्ट्राव्हायोलेट तरंगलांबीमध्ये कार्यरत त्यांच्या वारंवारता रूपांतरण लेसरमध्ये लक्षणीय शक्ती वाढ पाहत होतो. Nd: YAG आणि Nd: YVO4 चे दीर्घ अप्पर एनर्जी लाइफटाईम लक्षात घेता, या DPSSL Q-स्विच ऑपरेशन्स उच्च नाडी ऊर्जा आणि पीक पॉवर प्रदान करतात, ज्यामुळे ते ॲब्लेटिव्ह मटेरियल प्रोसेसिंग आणि उच्च-परिशुद्धता मायक्रोमॅशिनिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी आदर्श बनतात.