Tổng quan về công suất caolaser bán dẫnphát triển phần hai
Laser sợi quang.
Laser sợi quang cung cấp một phương pháp tiết kiệm chi phí để chuyển đổi độ sáng của laser bán dẫn công suất cao.Mặc dù quang học ghép kênh bước sóng có thể chuyển đổi các laser bán dẫn có độ sáng tương đối thấp thành các laser sáng hơn, nhưng điều này phải trả giá bằng việc tăng độ rộng phổ và độ phức tạp quang cơ.Laser sợi quang đã được chứng minh là đặc biệt hiệu quả trong việc chuyển đổi độ sáng.
Sợi bọc đôi được giới thiệu vào những năm 1990, sử dụng lõi đơn mode được bao quanh bởi lớp bọc đa mode, có thể đưa laser bơm bán dẫn đa mode công suất cao hơn, chi phí thấp hơn vào sợi quang, tạo ra một cách tiết kiệm hơn để chuyển đổi laser bán dẫn công suất cao vào nguồn sáng mạnh hơn.Đối với sợi pha tạp ytterbium (Yb), máy bơm kích thích dải hấp thụ rộng có tâm ở 915nm hoặc dải hấp thụ hẹp hơn gần 976nm.Khi bước sóng bơm đạt đến bước sóng phát quang của laser sợi quang, cái gọi là thâm hụt lượng tử sẽ giảm đi, tối đa hóa hiệu quả và giảm thiểu lượng nhiệt thải cần tiêu tán.
Laser sợi quangvà laser trạng thái rắn bơm đi-ốt đều dựa vào sự tăng độ sáng củađi-ốt laser.Nói chung, khi độ sáng của laser diode tiếp tục được cải thiện, công suất của laser mà chúng bơm cũng tăng lên.Sự cải thiện độ sáng của laser bán dẫn có xu hướng thúc đẩy quá trình chuyển đổi độ sáng hiệu quả hơn.
Như chúng tôi mong đợi, độ sáng không gian và quang phổ sẽ cần thiết cho các hệ thống trong tương lai cho phép bơm thâm hụt lượng tử thấp cho các đặc tính hấp thụ hẹp trong laser trạng thái rắn, cũng như các sơ đồ tái sử dụng bước sóng dày đặc cho các ứng dụng laser bán dẫn trực tiếp.
Hình 2: Tăng độ sáng công suất caolaser bán dẫncho phép mở rộng ứng dụng
Thị trường và ứng dụng
Những tiến bộ trong laser bán dẫn công suất cao đã tạo ra nhiều ứng dụng quan trọng.Do chi phí trên mỗi watt sáng của laser bán dẫn công suất cao đã giảm theo cấp số nhân nên những laser này vừa thay thế các công nghệ cũ vừa tạo ra các loại sản phẩm mới.
Với chi phí và hiệu suất được cải thiện hơn 10 lần mỗi thập kỷ, laser bán dẫn công suất cao đã phá vỡ thị trường theo những cách không ngờ tới.Mặc dù rất khó để dự đoán chính xác các ứng dụng trong tương lai, nhưng cũng nên nhìn lại ba thập kỷ qua để hình dung ra các khả năng của thập kỷ tiếp theo (xem Hình 2).
Khi Hall trình diễn laser bán dẫn cách đây hơn 50 năm, ông đã phát động một cuộc cách mạng công nghệ.Giống như Định luật Moore, không ai có thể đoán trước được những thành tựu rực rỡ của laser bán dẫn công suất cao kéo theo nhiều cải tiến khác nhau.
Tương lai của laser bán dẫn
Không có định luật vật lý cơ bản nào chi phối những cải tiến này, nhưng tiến bộ công nghệ liên tục có khả năng duy trì sự phát triển huy hoàng theo cấp số nhân này.Laser bán dẫn sẽ tiếp tục thay thế các công nghệ truyền thống và sẽ thay đổi hơn nữa cách thức mọi thứ được tạo ra.Quan trọng hơn đối với tăng trưởng kinh tế, laser bán dẫn công suất cao cũng sẽ thay đổi những gì có thể tạo ra.
Thời gian đăng: Nov-07-2023