उच्च शक्तीचा आढावासेमीकंडक्टर लेझरविकास भाग एक
कार्यक्षमता आणि शक्तीमध्ये सतत सुधारणा होत असल्याने, लेझर डायोड्स (लेझर डायोड ड्रायव्हरहे तंत्रज्ञान पारंपरिक तंत्रज्ञानाची जागा घेत राहील, ज्यामुळे वस्तू बनवण्याची पद्धत बदलेल आणि नवीन गोष्टींच्या विकासाला चालना मिळेल. उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्समधील महत्त्वपूर्ण सुधारणांविषयीची समज देखील मर्यादित आहे. सेमीकंडक्टरद्वारे इलेक्ट्रॉन्सचे लेझर्समध्ये रूपांतरण सर्वप्रथम १९६२ मध्ये प्रदर्शित करण्यात आले, आणि त्यानंतर अनेक पूरक प्रगती झाली, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन्सचे उच्च-उत्पादकता असलेल्या लेझर्समध्ये रूपांतरण करण्यात प्रचंड प्रगती झाली आहे. या प्रगतीने ऑप्टिकल स्टोरेजपासून ऑप्टिकल नेटवर्किंगपर्यंत आणि विविध औद्योगिक क्षेत्रांमधील महत्त्वाच्या अनुप्रयोगांना आधार दिला आहे.
या प्रगतीचा आणि त्यांच्या एकत्रित विकासाचा आढावा घेतल्यास अर्थव्यवस्थेच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये अधिक मोठा आणि व्यापक प्रभाव पडण्याची शक्यता दिसून येते. खरे तर, उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्समध्ये सतत होणाऱ्या सुधारणांमुळे, त्याच्या उपयोजन क्षेत्राच्या विस्ताराला गती मिळेल आणि त्याचा आर्थिक विकासावर सखोल परिणाम होईल.
आकृती १: उच्च शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्सची दीप्ती आणि मूरच्या नियमाची तुलना
डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेझर आणिफायबर लेझर
उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेसरमधील प्रगतीमुळे डाउनस्ट्रीम लेसर तंत्रज्ञानाचाही विकास झाला आहे, जिथे सेमीकंडक्टर लेसरचा वापर सामान्यतः डोप केलेले क्रिस्टल्स (डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेसर) किंवा डोप केलेले फायबर (फायबर लेसर) उत्तेजित (पंप) करण्यासाठी केला जातो.
जरी सेमीकंडक्टर लेझर्स कार्यक्षम, लहान आणि कमी किमतीची लेझर ऊर्जा पुरवतात, तरी त्यांच्या दोन प्रमुख मर्यादा आहेत: ते ऊर्जा साठवत नाहीत आणि त्यांची चमक मर्यादित असते. मुळात, अनेक अनुप्रयोगांमध्ये दोन उपयुक्त लेझर्सची आवश्यकता असते; एकाचा उपयोग विजेचे लेझर उत्सर्जनात रूपांतर करण्यासाठी होतो, आणि दुसऱ्याचा उपयोग त्या उत्सर्जनाची चमक वाढवण्यासाठी होतो.
डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेझर्स.
१९८० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात, सॉलिड-स्टेट लेझर्सना पंप करण्यासाठी सेमीकंडक्टर लेझर्सच्या वापराला मोठे व्यावसायिक महत्त्व प्राप्त होऊ लागले. डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेझर्स (DPSSL) हे थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीम्स (मुख्यतः सायकल कूलर्स) आणि गेन मॉड्यूल्स यांचा आकार व गुंतागुंत लक्षणीयरीत्या कमी करतात, ज्यांमध्ये पूर्वी सॉलिड-स्टेट लेझर क्रिस्टल्सना पंप करण्यासाठी आर्क लॅम्प्सचा वापर केला जात असे.
सेमीकंडक्टर लेझरची तरंगलांबी ही सॉलिड-स्टेट लेझरच्या गेन माध्यमासोबत वर्णक्रमीय शोषण वैशिष्ट्यांच्या ओव्हरलॅपच्या आधारावर निवडली जाते, ज्यामुळे आर्क लॅम्पच्या वाइडबँड उत्सर्जन स्पेक्ट्रमच्या तुलनेत थर्मल लोड लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो. १०६४nm तरंगलांबी उत्सर्जित करणाऱ्या निओडिमियम-डोपड लेझर्सची लोकप्रियता लक्षात घेता, ८०८nm सेमीकंडक्टर लेझर हे २० वर्षांहून अधिक काळापासून सेमीकंडक्टर लेझर उत्पादनातील सर्वात उत्पादक उत्पादन बनले आहे.
दुसऱ्या पिढीची सुधारित डायोड पंपिंग कार्यक्षमता ही मल्टी-मोड सेमीकंडक्टर लेझर्सच्या वाढलेल्या ब्राइटनेसमुळे आणि २००० च्या दशकाच्या मध्यात बल्क ब्रॅग ग्रेटिंग्ज (VBGS) वापरून अरुंद उत्सर्जन लाइनविड्थ स्थिर करण्याच्या क्षमतेमुळे शक्य झाली. सुमारे ८८०nm च्या कमकुवत आणि अरुंद स्पेक्ट्रल शोषण वैशिष्ट्यांमुळे स्पेक्ट्रली स्थिर उच्च ब्राइटनेस पंप डायोड्समध्ये मोठी रुची निर्माण झाली आहे. हे उच्च कार्यक्षमतेचे लेझर्स 4F3/2 च्या उच्च लेझर स्तरावर निओडिमियमला थेट पंप करणे शक्य करतात, ज्यामुळे क्वांटम डेफिसिट्स कमी होतात आणि परिणामी उच्च सरासरी पॉवरवर फंडामेंटल मोड एक्सट्रॅक्शन सुधारते, जे अन्यथा थर्मल लेन्समुळे मर्यादित राहिले असते.
या शतकाच्या दुसऱ्या दशकाच्या सुरुवातीपर्यंत, आपण सिंगल-ट्रान्सव्हर्स मोड १०६४nm लेझर्सच्या, तसेच दृश्यमान आणि अतिनील तरंगलांबीमध्ये कार्यरत असलेल्या त्यांच्या फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्जन लेझर्सच्या शक्तीमध्ये लक्षणीय वाढ पाहत होतो. Nd: YAG आणि Nd: YVO4 यांच्या दीर्घ उच्च ऊर्जा आयुर्मानामुळे, या DPSSL Q-स्विच्ड प्रक्रिया उच्च पल्स ऊर्जा आणि पीक पॉवर प्रदान करतात, ज्यामुळे त्या ॲब्लेटिव्ह मटेरियल प्रोसेसिंग आणि उच्च-सुस्पष्टता मायक्रोमशीनिंग ॲप्लिकेशन्ससाठी आदर्श ठरतात.
पोस्ट करण्याची वेळ: नोव्हेंबर-०६-२०२३