Descripción general de alta potencialáser semiconductorDesarrollo Parte Dos
Láser de fibra.
Los láseres de fibra proporcionan una forma rentable de convertir el brillo de los láseres de semiconductores de alta potencia. Aunque la óptica de multiplexación de longitud de onda puede convertir los láseres de semiconductores relativamente bajos en brillo en más brillantes, esto tiene costo de un aumento del ancho espectral y la complejidad fotomecánica. Los láseres de fibra han demostrado ser particularmente efectivos en la conversión de brillo.
Las fibras de doble vestir introducidas en la década de 1990, utilizando un núcleo de modo único rodeado de revestimientos multimodo, pueden introducir efectivamente láseres de bomba semiconductores multimodo de mayor costo y de menor potencia en la fibra, creando una forma más económica de convertir las láseres de semiconductores de alta potencia en fuentes de luz más brillantes. Para las fibras dopadas con itterbium (YB), la bomba excita una amplia banda de absorción centrada a 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 del láser de fibra, se reduce el llamado déficit cuántico, se reduce, maximizando la eficiencia y minimizando la cantidad de calor de residuos que debe disiparse.
Láser de fibray los láseres de estado sólido con bombas de diodo dependen del aumento en el brillo delláser de diodo. En general, a medida que el brillo de los láseres de diodo continúa mejorando, el poder de los láseres que bombean también aumenta. La mejora de 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 permitirán un bombeo de déficit cuántico bajo para características de absorción estrecha en láseres de estado sólido, así como esquemas de reutilización de longitud de onda densa para aplicaciones de láser semiconductores directos.
Figura 2: Mayor brillo de alta potencialáseres de semiconductoresPermite que las aplicaciones se amplíen
Mercado y aplicación
Los avances en los láseres de semiconductores de alta potencia han hecho posibles muchas aplicaciones importantes. Dado que el costo por vatio de brillo de los láseres de semiconductores de alta potencia se ha reducido exponencialmente, estos láseres reemplazan las tecnologías antiguas y permiten nuevas categorías de productos.
Con el costo y el rendimiento mejorando más de 10 veces cada década, los láseres de semiconductores de alta potencia han interrumpido el mercado de manera inesperada. Si bien es difícil predecir aplicaciones futuras con precisión, también es instructivo mirar hacia atrás en las últimas tres décadas para imaginar las posibilidades de la próxima década (ver Figura 2).
Cuando Hall demostró láseres de semiconductores hace más de 50 años, lanzó una revolución tecnológica. Al igual que la ley de Moore, nadie podría haber predicho los logros brillantes de los láseres de semiconductores de alta potencia que siguieron con una variedad de innovaciones diferentes.
El futuro de los láseres de semiconductores
No hay leyes fundamentales de la física que rigen estas mejoras, pero es probable que el progreso tecnológico continuo sostenga este desarrollo exponencial en el esplendor. Los láseres de semiconductores continuarán reemplazando las tecnologías tradicionales y cambiarán aún más la forma en que se hacen las cosas. Más importante aún, para el crecimiento económico, los láseres de semiconductores de alta potencia también cambiarán lo que se puede hacer.
Tiempo de publicación: Nov-07-2023