Përmbledhje e fuqisë së lartëlazer gjysmëpërçueszhvillimi pjesa e parë
Ndërsa efikasiteti dhe fuqia vazhdojnë të përmirësohen, diodat lazer (shofer diodash lazeri) do të vazhdojë të zëvendësojë teknologjitë tradicionale, duke ndryshuar kështu mënyrën se si prodhohen gjërat dhe duke mundësuar zhvillimin e gjërave të reja. Kuptimi i përmirësimeve të rëndësishme në lazerët gjysmëpërçues me fuqi të lartë është gjithashtu i kufizuar. Konvertimi i elektroneve në lazerë nëpërmjet gjysmëpërçuesve u demonstrua për herë të parë në vitin 1962, dhe një larmi e gjerë përparimesh plotësuese kanë ndjekur që kanë nxitur përparime të mëdha në konvertimin e elektroneve në lazerë me produktivitet të lartë. Këto përparime kanë mbështetur aplikime të rëndësishme nga ruajtja optike te rrjetëzimi optik në një gamë të gjerë fushash industriale.
Një përmbledhje e këtyre përparimeve dhe progresit të tyre kumulativ nxjerr në pah potencialin për një ndikim edhe më të madh dhe më të përhapur në shumë fusha të ekonomisë. Në fakt, me përmirësimin e vazhdueshëm të lazerëve gjysmëpërçues me fuqi të lartë, fusha e aplikimit të tyre do të përshpejtojë zgjerimin dhe do të ketë një ndikim të thellë në rritjen ekonomike.
Figura 1: Krahasimi i ndriçimit dhe ligjit të Moore-it të lazerëve gjysmëpërçues me fuqi të lartë
Lazerë në gjendje të ngurtë me pompë diodike dhelazerë me fibra
Përparimet në lazerët gjysmëpërçues me fuqi të lartë kanë çuar gjithashtu në zhvillimin e teknologjisë së lazerëve në rrjedhën e poshtme, ku lazerët gjysmëpërçues përdoren zakonisht për të ngacmuar (pompuar) kristale të dopuara (lazerë në gjendje të ngurtë të pompuar me diodë) ose fibra të dopuara (lazerë me fibra).
Edhe pse lazerët gjysmëpërçues ofrojnë energji lazeri efikase, të vogël dhe me kosto të ulët, ato kanë edhe dy kufizime kryesore: ato nuk ruajnë energji dhe shkëlqimi i tyre është i kufizuar. Në thelb, shumë aplikime kërkojnë dy lazerë të dobishëm; njëri përdoret për të shndërruar energjinë elektrike në një emetim lazeri dhe tjetri përdoret për të rritur shkëlqimin e atij emetimi.
Lazerë në gjendje të ngurtë me pompë diodike.
Në fund të viteve 1980, përdorimi i lazerëve gjysmëpërçues për të pompuar lazerë në gjendje të ngurtë filloi të fitonte interes të konsiderueshëm komercial. Lazerët në gjendje të ngurtë me pompë diodike (DPSSL) zvogëlojnë ndjeshëm madhësinë dhe kompleksitetin e sistemeve të menaxhimit termik (kryesisht ftohësit e ciklit) dhe modulet e fitimit, të cilat historikisht kanë përdorur llamba harku për të pompuar kristale lazeri në gjendje të ngurtë.
Gjatësia e valës së lazerit gjysmëpërçues zgjidhet bazuar në mbivendosjen e karakteristikave të absorbimit spektral me mjedisin e fitimit të lazerit në gjendje të ngurtë, gjë që mund të zvogëlojë ndjeshëm ngarkesën termike krahasuar me spektrin e emetimit me brez të gjerë të llambës harku. Duke marrë parasysh popullaritetin e lazerëve të dopuar me neodymium që emetojnë gjatësi vale 1064nm, lazeri gjysmëpërçues 808nm është bërë produkti më produktiv në prodhimin e lazerit gjysmëpërçues për më shumë se 20 vjet.
Efikasiteti i përmirësuar i pompimit të diodës së gjeneratës së dytë u bë i mundur nga shkëlqimi i rritur i lazerëve gjysmëpërçues me shumë modalitete dhe aftësia për të stabilizuar gjerësitë e linjave të ngushta të emetimit duke përdorur rrjeta Bragg në masë (VBGS) në mesin e viteve 2000. Karakteristikat e dobëta dhe të ngushta të thithjes spektrale prej rreth 880 nm kanë ngjallur interes të madh në diodat pompuese me shkëlqim të lartë spektralisht të qëndrueshme. Këta lazerë me performancë më të lartë bëjnë të mundur pompimin e neodimit direkt në nivelin e sipërm të lazerit 4F3/2, duke zvogëluar deficitet kuantike dhe duke përmirësuar kështu nxjerrjen themelore të modës në fuqi mesatare më të lartë, e cila përndryshe do të kufizohej nga lentet termike.
Në fillim të dekadës së dytë të këtij shekulli, po shihnim një rritje të ndjeshme të fuqisë së lazerëve 1064nm me modalitet të vetëm tërthor, si dhe lazerëve të tyre të konvertimit të frekuencës që vepronin në gjatësitë e valëve të dukshme dhe ultravjollcë. Duke pasur parasysh jetëgjatësinë e gjatë të energjisë së sipërme të Nd: YAG dhe Nd: YVO4, këto operacione DPSSL me ndërrim Q ofrojnë energji të lartë pulsi dhe fuqi maksimale, duke i bërë ato ideale për përpunimin e materialeve ablative dhe aplikimet e mikromakinimit me precizion të lartë.
Koha e postimit: 06 nëntor 2023