Descripción general de la alta potencialáser semiconductordesarrollo parte uno
A medida que la eficiencia y la potencia continúan mejorando, los diodos láser(controlador de diodos láser) continuará reemplazando las tecnologías tradicionales, cambiando así la forma en que se fabrican las cosas y permitiendo el desarrollo de cosas nuevas.La comprensión de las importantes mejoras en los láseres semiconductores de alta potencia también es limitada.La conversión de electrones en láseres a través de semiconductores se demostró por primera vez en 1962, y ha seguido una amplia variedad de avances complementarios que han impulsado enormes avances en la conversión de electrones en láseres de alta productividad.Estos avances han respaldado importantes aplicaciones, desde almacenamiento óptico hasta redes ópticas en una amplia gama de campos industriales.
Una revisión de estos avances y su progreso acumulativo resalta el potencial de un impacto aún mayor y más generalizado en muchas áreas de la economía.De hecho, con la mejora continua de los láseres semiconductores de alta potencia, su campo de aplicación acelerará la expansión y tendrá un profundo impacto en el crecimiento económico.
Figura 1: Comparación de la luminancia y la ley de Moore de láseres semiconductores de alta potencia
Láseres de estado sólido bombeados por diodos yláseres de fibra
Los avances en los láseres semiconductores de alta potencia también han llevado al desarrollo de la tecnología láser posterior, en la que los láseres semiconductores se utilizan normalmente para excitar (bombear) cristales dopados (láseres de estado sólido bombeados por diodos) o fibras dopadas (láseres de fibra).
Aunque los láseres semiconductores proporcionan energía láser eficiente, pequeña y de bajo costo, también tienen dos limitaciones clave: no almacenan energía y su brillo es limitado.Básicamente, muchas aplicaciones requieren dos láseres útiles;Uno se utiliza para convertir la electricidad en una emisión láser y el otro se utiliza para mejorar el brillo de esa emisión.
Láseres de estado sólido bombeados por diodos.
A finales de la década de 1980, el uso de láseres semiconductores para bombear láseres de estado sólido comenzó a ganar un importante interés comercial.Los láseres de estado sólido bombeados por diodos (DPSSL) reducen drásticamente el tamaño y la complejidad de los sistemas de gestión térmica (principalmente enfriadores de ciclo) y los módulos de ganancia, que históricamente han utilizado lámparas de arco para bombear cristales láser de estado sólido.
La longitud de onda del láser semiconductor se selecciona basándose en la superposición de las características de absorción espectral con el medio de ganancia del láser de estado sólido, lo que puede reducir significativamente la carga térmica en comparación con el espectro de emisión de banda ancha de la lámpara de arco.Teniendo en cuenta la popularidad de los láseres dopados con neodimio que emiten una longitud de onda de 1064 nm, el láser semiconductor de 808 nm se ha convertido en el producto más productivo en la producción de láseres semiconductores durante más de 20 años.
La eficiencia mejorada del bombeo de diodos de la segunda generación fue posible gracias al mayor brillo de los láseres semiconductores multimodo y la capacidad de estabilizar anchos de línea de emisión estrechos utilizando rejillas de Bragg a granel (VBGS) a mediados de la década de 2000.Las características de absorción espectral débil y estrecha de alrededor de 880 nm han despertado un gran interés en los diodos de bomba de alto brillo espectralmente estables.Estos láseres de mayor rendimiento permiten bombear neodimio directamente al nivel superior del láser de 4F3/2, reduciendo los déficits cuánticos y mejorando así la extracción del modo fundamental a una potencia promedio más alta, que de otro modo estaría limitada por las lentes térmicas.
A principios de la segunda década de este siglo, asistimos a un aumento significativo de potencia en los láseres de modo simple transversal de 1064 nm, así como en sus láseres de conversión de frecuencia que operaban en las longitudes de onda visible y ultravioleta.Dada la larga vida útil de energía superior de Nd:YAG y Nd:YVO4, estas operaciones DPSSL Q-switched proporcionan alta energía de pulso y potencia máxima, lo que las hace ideales para el procesamiento de materiales ablativos y aplicaciones de micromecanizado de alta precisión.
Hora de publicación: 06-nov-2023