Ħarsa ġenerali lejn qawwa għoljalejżer semikondutturl-ewwel parti tal-iżvilupp
Hekk kif l-effiċjenza u l-qawwa jkomplu jitjiebu, id-dijodi tal-lejżer (sewwieq tad-dijodi tal-lejżer) se jkomplu jissostitwixxu t-teknoloġiji tradizzjonali, u b'hekk jibdlu l-mod kif isiru l-affarijiet u jippermettu l-iżvilupp ta' affarijiet ġodda. Il-fehim tat-titjib sinifikanti fil-lejżers semikondutturi ta' qawwa għolja huwa wkoll limitat. Il-konverżjoni ta' elettroni għal lejżers permezz ta' semikondutturi ġiet murija għall-ewwel darba fl-1962, u segwew varjetà wiesgħa ta' avvanzi komplementari li wasslu għal avvanzi enormi fil-konverżjoni ta' elettroni għal lejżers ta' produttività għolja. Dawn l-avvanzi appoġġjaw applikazzjonijiet importanti mill-ħażna ottika għan-netwerking ottiku għal firxa wiesgħa ta' oqsma industrijali.
Reviżjoni ta' dawn l-avvanzi u l-progress kumulattiv tagħhom tenfasizza l-potenzjal għal impatt saħansitra akbar u aktar mifrux f'ħafna oqsma tal-ekonomija. Fil-fatt, bit-titjib kontinwu tal-lejżers semikondutturi ta' qawwa għolja, il-qasam tal-applikazzjoni tagħhom se jaċċellera l-espansjoni, u se jkollu impatt profond fuq it-tkabbir ekonomiku.
Figura 1: Paragun tal-luminanza u l-liġi ta' Moore ta' lejżers semikondutturi ta' qawwa għolja
Lejżers ta' stat solidu ppumpjati bid-dijodi ulejżers tal-fibra
L-avvanzi fil-lejżers semikondutturi ta' qawwa għolja wasslu wkoll għall-iżvilupp tat-teknoloġija tal-lejżer downstream, fejn il-lejżers semikondutturi tipikament jintużaw biex jeċitaw (jippumpjaw) kristalli ddopjati (lejżers ta' stat solidu ppumpjati bid-dijodi) jew fibri ddopjati (lejżers tal-fibra).
Għalkemm il-lejżers semikondutturi jipprovdu enerġija tal-lejżer effiċjenti, żgħira u bi prezz baxx, għandhom ukoll żewġ limitazzjonijiet ewlenin: ma jaħżnux enerġija u l-luminożità tagħhom hija limitata. Bażikament, ħafna applikazzjonijiet jeħtieġu żewġ lejżers utli; Wieħed jintuża biex jikkonverti l-elettriku f'emissjoni tal-lejżer, u l-ieħor jintuża biex itejjeb il-luminożità ta' dik l-emissjoni.
Lejżers ta' stat solidu ppumpjati bid-dijodi.
Fl-aħħar tas-snin tmenin, l-użu ta' lejżers semikondutturi biex jippompjaw lejżers ta' stat solidu beda jikseb interess kummerċjali sinifikanti. Lejżers ta' stat solidu ppumpjati bid-dijodi (DPSSL) inaqqsu b'mod drammatiku d-daqs u l-kumplessità tas-sistemi ta' ġestjoni termali (l-aktar coolers taċ-ċiklu) u l-moduli tal-qligħ, li storikament użaw lampi tal-ark biex jippompjaw kristalli tal-lejżer ta' stat solidu.
It-tul tal-mewġa tal-lejżer semikonduttur jintgħażel abbażi tal-koinċidenza tal-karatteristiċi tal-assorbiment spettrali mal-mezz ta' qligħ tal-lejżer ta' stat solidu, li jista' jnaqqas b'mod sinifikanti t-tagħbija termali meta mqabbel mal-ispettru tal-emissjoni ta' medda wiesgħa tal-lampa tal-ark. Meta wieħed iqis il-popolarità tal-lejżers iddoppjati bin-neodimju li jarmu tul ta' mewġa ta' 1064nm, il-lejżer semikonduttur ta' 808nm sar l-aktar prodott produttiv fil-produzzjoni tal-lejżer semikonduttur għal aktar minn 20 sena.
L-effiċjenza mtejba tal-ippumpjar tad-dijodi tat-tieni ġenerazzjoni kienet possibbli permezz taż-żieda fil-luminożità tal-lejżers semikondutturi multi-modali u l-abbiltà li jiġu stabbilizzati wisa' tal-linji ta' emissjoni dojoq bl-użu ta' gradilji ta' Bragg bl-ingrossa (VBGS) f'nofs is-snin 2000. Il-karatteristiċi ta' assorbiment spettrali dgħajfa u dojoq ta' madwar 880nm qajmu interess kbir fid-dijodi tal-ippumpjar ta' luminożità għolja spettralment stabbli. Dawn il-lejżers ta' prestazzjoni ogħla jagħmluha possibbli li jiġi ppumpjat in-neodimju direttament fil-livell ta' fuq tal-lejżer ta' 4F3/2, u b'hekk jitnaqqsu d-defiċits kwantistiċi u b'hekk titjieb l-estrazzjoni tal-modalità fundamentali b'qawwa medja ogħla, li altrimenti tkun limitata minn lentijiet termali.
Sal-bidu tat-tieni deċennju ta’ dan is-seklu, konna qed naraw żieda sinifikanti fil-qawwa fil-lejżers ta’ 1064nm b’modalità trasversali waħda, kif ukoll fil-lejżers tal-konverżjoni tal-frekwenza tagħhom li joperaw fit-tul tal-mewġ viżibbli u ultravjola. Minħabba l-ħajja twila tal-enerġija superjuri ta’ Nd: YAG u Nd: YVO4, dawn l-operazzjonijiet DPSSL Q-switched jipprovdu enerġija għolja tal-polz u qawwa massima, li jagħmluhom ideali għall-ipproċessar ta’ materjal ablattiv u applikazzjonijiet ta’ mikro-magni ta’ preċiżjoni għolja.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 06 ta' Novembru 2023