Panoramica di l'alta putenzalaser à semiconduttoresviluppu parte prima
Mentre l'efficienza è a putenza cuntinueghjanu à migliurà, i diodi laser (driver di diodi laser) cuntinuerà à rimpiazzà e tecnulugie tradiziunali, cambiendu cusì u modu in cui e cose sò fatte è permettendu u sviluppu di cose nove. A capiscitura di i miglioramenti significativi in i laser semiconduttori di alta putenza hè ancu limitata. A cunversione di l'elettroni in laser via semiconduttori hè stata dimustrata per a prima volta in u 1962, è una larga varietà di progressi cumplementari sò seguiti chì anu purtatu à enormi progressi in a cunversione di l'elettroni in laser di alta produttività. Quessi progressi anu sustinutu applicazioni impurtanti da u almacenamentu otticu à e rete ottiche à una larga gamma di campi industriali.
Una rivista di sti progressi è di i so progressi cumulativi mette in risaltu u putenziale per un impattu ancu più grande è più pervasivu in parechji settori di l'ecunumia. In fatti, cù u miglioramentu cuntinuu di i laser à semiconduttori d'alta putenza, u so campu d'applicazione accelererà l'espansione è avarà un impattu prufondu nantu à a crescita ecunomica.
Figura 1: Paragone di a luminanza è di a lege di Moore di i laser à semiconduttori d'alta putenza
Laser à statu solidu pompati à diodi èlaser à fibra
I progressi in i laser semiconduttori di alta putenza anu ancu purtatu à u sviluppu di a tecnulugia laser downstream, induve i laser semiconduttori sò tipicamente usati per eccità (pompà) cristalli drogati (laser à statu solidu pompati da diodi) o fibre drogate (laser à fibra).
Ancu s'è i laser à semiconduttori furniscenu energia laser efficiente, chjuca è à bassu costu, anu ancu duie limitazioni chjave: ùn immagazzinanu micca energia è a so luminosità hè limitata. In fondu, parechje applicazioni necessitanu dui laser utili; Unu hè adupratu per cunvertisce l'elettricità in una emissione laser, è l'altru hè adupratu per migliurà a luminosità di quella emissione.
Laser à statu solidu pompati à diodi.
À a fine di l'anni 1980, l'usu di laser à semiconduttori per pompà laser à statu solidu hà cuminciatu à guadagnà un interessu cummerciale significativu. I laser à statu solidu pompati da diodi (DPSSL) riducenu dramaticamente a dimensione è a cumplessità di i sistemi di gestione termica (principalmente raffreddatori di ciclu) è moduli di guadagnu, chì storicamente anu utilizatu lampade à arcu per pompà cristalli laser à statu solidu.
A lunghezza d'onda di u laser à semiconduttore hè scelta in basa à a sovrapposizione di e caratteristiche d'assorbimentu spettrale cù u mezu di guadagnu di u laser à statu solidu, chì pò riduce significativamente u caricu termicu paragunatu à u spettru d'emissione à banda larga di a lampada à arcu. Cunsiderendu a pupularità di i laser dopati à u neodimio chì emettenu una lunghezza d'onda di 1064 nm, u laser à semiconduttore di 808 nm hè diventatu u pruduttu u più pruduttivu in a pruduzzione di laser à semiconduttore da più di 20 anni.
L'efficienza migliorata di u pompaggio di i diodi di a seconda generazione hè stata resa pussibule da a luminosità aumentata di i laser semiconduttori multimodali è a capacità di stabilizà e larghezze di linea di emissione strette utilizendu reticoli di Bragg in massa (VBGS) à a mità di l'anni 2000. E caratteristiche di assorbimentu spettrale debuli è strette di circa 880 nm anu suscitatu un grande interessu per i diodi di pompa ad alta luminosità spettralmente stabili. Quessi laser à prestazioni più elevate permettenu di pompà u neodimio direttamente à u livellu laser superiore di 4F3/2, riducendu i deficit quantichi è migliurendu cusì l'estrazione di u modu fundamentale à una putenza media più elevata, chì altrimenti seria limitata da lenti termiche.
À l'iniziu di a seconda dicada di stu seculu, avemu assistitu à un aumentu significativu di putenza in i laser 1064nm à modu trasversale unicu, è ancu in i so laser di cunversione di frequenza chì operanu in e lunghezze d'onda visibili è ultraviolette. Data a longa durata di vita energetica superiore di Nd: YAG è Nd: YVO4, queste operazioni DPSSL Q-switched furniscenu alta energia impulsiva è putenza di piccu, rendenduli ideali per l'applicazioni di trasfurmazione di materiali ablativi è di micromachinatura d'alta precisione.
Data di publicazione: 06 di nuvembre di u 2023