उच्च शक्तीचा आढावासेमीकंडक्टर लेझरविकास भाग दोन
फायबर लेझर.
फायबर लेझर्स हे उच्च शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्सची चमक रूपांतरित करण्याचा एक किफायतशीर मार्ग उपलब्ध करून देतात. जरी वेव्हलेंथ मल्टिप्लेक्सिंग ऑप्टिक्स तुलनेने कमी-चमकदार सेमीकंडक्टर लेझर्सना अधिक तेजस्वी लेझर्समध्ये रूपांतरित करू शकत असले, तरी त्यासाठी स्पेक्ट्रल रुंदी आणि फोटोमेकॅनिकल गुंतागुंत वाढवावी लागते. चमक रूपांतरणामध्ये फायबर लेझर्स विशेषतः प्रभावी ठरले आहेत.
१९९० च्या दशकात सादर केलेल्या डबल-क्लॅड फायबरमध्ये, सिंगल-मोड कोअरच्या भोवती मल्टीमोड क्लॅडिंगचा वापर केला जातो. यामुळे उच्च-शक्तीचे, कमी-खर्चाचे मल्टीमोड सेमीकंडक्टर पंप लेझर प्रभावीपणे फायबरमध्ये आणता येतात, ज्यामुळे उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझरला अधिक तेजस्वी प्रकाश स्रोतांमध्ये रूपांतरित करण्याचा एक अधिक किफायतशीर मार्ग निर्माण होतो. यटरबियम-डोप्ड (Yb) फायबरसाठी, पंप ९१५nm वर केंद्रित असलेला एक विस्तृत शोषण बँड किंवा ९७६nm जवळचा एक अरुंद शोषण बँड उत्तेजित करतो. जशी पंपिंग तरंगलांबी फायबर लेझरच्या लेझिंग तरंगलांबीच्या जवळ पोहोचते, तसा तथाकथित क्वांटम डेफिसिट कमी होतो, ज्यामुळे कार्यक्षमता वाढते आणि बाहेर टाकावी लागणारी उष्णता कमी होते.
फायबर लेझरआणि डायोड-पंप केलेले सॉलिड-स्टेट लेझर्स हे दोन्ही तेजस्वीपणातील वाढीवर अवलंबून असतात.डायोड लेझरसर्वसाधारणपणे, डायोड लेझर्सची चमक जसजशी सुधारत जाते, तसतशी त्यांच्याद्वारे पंप केल्या जाणाऱ्या लेझर्सची शक्ती देखील वाढते. सेमीकंडक्टर लेझर्सच्या चमकेतील सुधारणा अधिक कार्यक्षम चमक रूपांतरणास चालना देण्याकडे कल असतो.
आमच्या अपेक्षेप्रमाणे, सॉलिड-स्टेट लेझर्समधील अरुंद शोषण वैशिष्ट्यांसाठी कमी क्वांटम तूट असलेले पंपिंग सक्षम करणाऱ्या, तसेच थेट सेमीकंडक्टर लेझर अनुप्रयोगांसाठी दाट तरंगलांबी पुनर्वापर योजनांना सक्षम करणाऱ्या भविष्यातील प्रणालींसाठी अवकाशीय आणि वर्णक्रमीय चमक आवश्यक असेल.
आकृती २: उच्च-शक्तीची वाढलेली चमकसेमीकंडक्टर लेझरअनुप्रयोगांचा विस्तार करण्याची परवानगी देते
बाजार आणि अनुप्रयोग
उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्समधील प्रगतीमुळे अनेक महत्त्वाचे अनुप्रयोग शक्य झाले आहेत. उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्सचा प्रति ब्राइटनेस वॅट खर्च अनेक पटींनी कमी झाल्यामुळे, हे लेझर्स जुन्या तंत्रज्ञानाची जागा घेतात आणि नवीन उत्पादन श्रेणींनाही सक्षम करतात.
प्रत्येक दशकात खर्च आणि कार्यक्षमतेत १० पटींहून अधिक सुधारणा होत असल्याने, उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्सनी अनपेक्षित मार्गांनी बाजारपेठेत क्रांती घडवून आणली आहे. भविष्यातील उपयोगांचा अचूक अंदाज लावणे कठीण असले तरी, पुढील दशकातील शक्यतांची कल्पना करण्यासाठी मागील तीन दशकांचा आढावा घेणे देखील बोधप्रद आहे (आकृती २ पहा).
जेव्हा हॉलने ५० वर्षांहून अधिक वर्षांपूर्वी सेमीकंडक्टर लेझर्सचे प्रात्यक्षिक दाखवले, तेव्हा त्यांनी एका तांत्रिक क्रांतीची सुरुवात केली. मूरच्या नियमाप्रमाणेच, त्यानंतर विविध प्रकारच्या नवनवीन शोधांसह उच्च-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर लेझर्सच्या झालेल्या देदीप्यमान कामगिरीचा कोणीही अंदाज लावू शकले नसते.
सेमीकंडक्टर लेझर्सचे भविष्य
या सुधारणांवर नियंत्रण ठेवणारे भौतिकशास्त्राचे कोणतेही मूलभूत नियम नाहीत, परंतु सतत होणारी तांत्रिक प्रगती हा प्रचंड विकास टिकवून ठेवण्याची शक्यता आहे. सेमीकंडक्टर लेझर्स पारंपरिक तंत्रज्ञानाची जागा घेत राहतील आणि वस्तू बनवण्याच्या पद्धतीत आणखी बदल घडवून आणतील. आर्थिक विकासाच्या दृष्टीने अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, उच्च-शक्तीचे सेमीकंडक्टर लेझर्स काय बनवता येऊ शकते यातही बदल घडवून आणतील.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०७-नोव्हेंबर-२०२३