Strokovno znanje

Polprevodniški laser visoke moči

2021-12-13
Polprevodniški laserima prednosti majhne velikosti, majhne teže, visoke učinkovitosti elektro-optične pretvorbe, visoke zanesljivosti in dolge življenjske dobe. Ima pomembno uporabo na področju industrijske predelave, biomedicine in nacionalne obrambe. Leta 1962 so ameriški znanstveniki uspešno razvili prvi polprevodniški laser z vbrizgavanjem homogene strukture GaAs. Leta 1963 so Alferov in drugi z Inštituta za fiziko Yofei nekdanje sovjetske akademije znanosti objavili uspešen razvoj polprevodniškega laserja z dvojnim heterostikcem. Po osemdesetih letih prejšnjega stoletja, zaradi uvedbe teorije energetskega pasu, hkrati s pojavom novih procesov rasti kristalnega epitaksialnega materiala (kot sta epitaksija z molekularnim žarkom (MBE) in kovinsko organsko kemično nanašanje hlapov (MOCVD) itd.), laserji kvantnih vrtin so na odru zgodovine, ki močno izboljšajo zmogljivost naprave in dosegajo visoko izhodno moč.
Polprevodniški laserji visoke moči so večinoma razdeljeni na dve strukturi: enocevni in palični trak. Struktura z enojno cevjo večinoma sprejme zasnovo širokega traku in velike optične votline ter poveča območje ojačanja, da doseže visoko izhodno moč in zmanjša katastrofalno poškodbo površine votline; Struktura paličnega traku Je vzporedni linearni niz več laserjev z eno cevjo, več laserjev deluje hkrati, nato pa združujejo žarke in druga sredstva za doseganje laserskega izhoda velike moči. Originalni polprevodniški laserji velike moči se uporabljajo predvsem za črpanje polprevodniških laserjev in laserjev z vlakni z valovnim pasom 808 nm. In 980 nm. Z zrelostjo skoraj infrardečega pasupolprevodniški laser velike močienotne tehnologije in znižanja stroškov, se je zmogljivost polprevodniških laserjev in laserjev z vlakni, ki temeljijo na njih, nenehno izboljševana. Izhodna moč enocevnega neprekinjenega vala (CW) 8,1 W desetletja je dosegla raven 29,5 W, izhodna moč bara CW je dosegla raven 1010 W, izhodna moč impulza pa je dosegla raven 2800 W, kar je močno spodbudilo proces uporabe laserske tehnologije na področju obdelave. Stroški polprevodniških laserjev kot vira črpalke predstavljajo celoten polprevodniški laser 1/3~1/2 stroškov, kar predstavlja 1/2~2/3 laserjev z vlakni. Zato je hiter razvoj optičnih laserjev in polprevodniških laserjev prispeval k razvoju polprevodniških laserjev velike moči.
Z nenehnim izboljševanjem zmogljivosti polprevodniških laserjev in nenehnim zmanjševanjem stroškov se je področje njegove uporabe vedno bolj širilo. Kako doseči polprevodniške laserje velike moči je bilo vedno v ospredju in žarišču raziskav. Za doseganje visoko zmogljivih polprevodniških laserskih čipov je treba začeti z Upoštevajo se trije vidiki zaščite materiala, strukture in površinske votline:
1) Materialna tehnologija. Začne se lahko z dveh vidikov: povečanje dobička in preprečevanje oksidacije. Ustrezne tehnologije vključujejo tehnologijo napetih kvantnih vrtin in tehnologijo kvantnih vrtin brez aluminija. 2) Strukturna tehnologija. Da bi preprečili, da bi čip izgorel pri visoki izhodni moči, se običajno uporablja asimetrična tehnologija valovoda in tehnologija širokega valovoda z veliko optično votlino. 3) Tehnologija zaščite površine votline. Da bi preprečili katastrofalne poškodbe optičnega zrcala (COMD), glavne tehnologije vključujejo tehnologijo nevpojne površine votline, tehnologijo pasivacije površine votline in tehnologijo premaza. Z različnimi industrijami Razvoj laserskih diod, ne glede na to, ali se uporabljajo kot vir črpalke ali neposredno uporabljene, je postavil dodatne zahteve glede polprevodniških laserskih svetlobnih virov. V primeru višjih zahtev po moči, da bi ohranili visoko kakovost žarka, je treba izvesti kombinacijo laserskega žarka. Kombinacija polprevodniškega laserskega žarka Tehnologija žarka večinoma vključuje: konvencionalno kombiniranje žarkov (TBC), tehnologijo združevanja gosto valovno dolžino (DWDM), tehnologijo spektralne kombinacije (SBC), tehnologijo koherentnega kombiniranja žarkov (CBC) itd.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept