Descripción general de la alta potencialáser semiconductordesarrollo parte dos
Láser de fibra.
Los láseres de fibra proporcionan una forma rentable de convertir el brillo de los láseres semiconductores de alta potencia. Aunque la óptica de multiplexación de longitudes de onda puede convertir láseres semiconductores de brillo relativamente bajo en otros más brillantes, esto tiene el costo de un mayor ancho espectral y complejidad fotomecánica. Los láseres de fibra han demostrado ser particularmente eficaces en la conversión de brillo.
Las fibras de doble revestimiento introducidas en la década de 1990, que utilizan un núcleo monomodo rodeado por un revestimiento multimodo, pueden introducir de manera efectiva láseres de bombeo semiconductores multimodo de mayor potencia y menor costo en la fibra, creando una forma más económica de convertir láseres semiconductores de alta potencia. en fuentes de luz más brillantes. Para las fibras dopadas con iterbio (Yb), la bomba excita una banda de absorción ancha centrada en 915 nm, o una banda de absorción más estrecha cerca de 976 nm. A medida que la longitud de onda de bombeo se acerca a la longitud de onda del láser de fibra, se reduce el llamado déficit cuántico, maximizando la eficiencia y minimizando la cantidad de calor residual que debe disiparse.
Láseres de fibray los láseres de estado sólido bombeados por diodos dependen del aumento del brillo de laláser de diodo. En general, a medida que el brillo de los láseres de diodo continúa mejorando, también aumenta la potencia de los láseres que bombean. La mejora del brillo de los láseres semiconductores tiende a promover una conversión de brillo más eficiente.
Como esperamos, el brillo espacial y espectral será necesario para futuros sistemas que permitan un bombeo de bajo déficit cuántico para características de absorción estrechas en láseres de estado sólido, así como esquemas densos de reutilización de longitudes de onda para aplicaciones de láseres semiconductores directos.
Figura 2: Mayor brillo de alta potencialáseres semiconductorespermite ampliar las aplicaciones
Mercado y aplicación
Los avances en los láseres semiconductores de alta potencia han hecho posibles muchas aplicaciones importantes. Dado que el costo por vatio de brillo de los láseres semiconductores de alta potencia se ha reducido exponencialmente, estos láseres reemplazan tecnologías antiguas y permiten nuevas categorías de productos.
Dado que los costos y el rendimiento mejoran más de diez veces cada década, los láseres semiconductores de alta potencia han revolucionado el mercado de maneras inesperadas. Si bien es difícil predecir aplicaciones futuras con precisión, también es instructivo mirar hacia atrás, a las últimas tres décadas, para imaginar las posibilidades de la próxima década (ver Figura 2).
Cuando Hall demostró los láseres semiconductores hace más de 50 años, lanzó una revolución tecnológica. Al igual que la Ley de Moore, nadie podría haber predicho los brillantes logros de los láseres semiconductores de alta potencia que siguieron con una variedad de innovaciones diferentes.
El futuro de los láseres semiconductores
No existen leyes físicas fundamentales que gobiernen estas mejoras, pero es probable que el progreso tecnológico continuo mantenga este desarrollo exponencial en esplendor. Los láseres semiconductores seguirán reemplazando a las tecnologías tradicionales y cambiarán aún más la forma en que se fabrican las cosas. Lo que es más importante para el crecimiento económico es que los láseres semiconductores de alta potencia también cambiarán lo que se puede fabricar.
Hora de publicación: 07-nov-2023