Բարձր հզորության կիսահաղորդչային լազերային մշակման ակնարկ, մաս առաջին

Բարձր հզորության ակնարկկիսահաղորդչային լազերզարգացման մաս առաջին

Քանի որ արդյունավետությունն ու հզորությունը շարունակում են բարելավվել, լազերային դիոդները (լազերային դիոդների վարորդ) կշարունակի փոխարինել ավանդական տեխնոլոգիաները՝ դրանով իսկ փոխելով իրերի ստեղծման ձևը և հնարավորություն տալով զարգացնել նոր բաներ։ Բարձր հզորության կիսահաղորդչային լազերների զգալի բարելավումների ըմբռնումը նույնպես սահմանափակ է: Էլեկտրոնների փոխակերպումը լազերների կիսահաղորդիչների միջոցով առաջին անգամ ցուցադրվել է 1962 թվականին, և դրան հաջորդել են մի շարք լրացուցիչ առաջընթացներ, որոնք հանգեցրել են հսկայական առաջընթացի էլեկտրոնները բարձր արտադրողականության լազերների փոխակերպման գործում: Այս առաջընթացներն աջակցել են կարևոր հավելվածներին՝ օպտիկական պահեստավորումից մինչև օպտիկական ցանցեր և արդյունաբերական ոլորտների լայն շրջանակ:

Այս առաջընթացների և դրանց կուտակային առաջընթացի վերանայումը ընդգծում է տնտեսության շատ ոլորտներում էլ ավելի մեծ և համատարած ազդեցության ներուժը: Իրականում, բարձր հզորության կիսահաղորդչային լազերների շարունակական կատարելագործմամբ, դրա կիրառման դաշտը կարագացնի ընդլայնումը և խորը ազդեցություն կունենա տնտեսական աճի վրա:

Նկար 1. Լուսավորության համեմատություն և բարձր հզորության կիսահաղորդչային լազերների Մուրի օրենքը

Դիոդային պոմպային պինդ վիճակի լազերներ ևմանրաթելային լազերներ

Բարձր հզորության կիսահաղորդչային լազերների առաջընթացը հանգեցրել է նաև ներքևի լազերային տեխնոլոգիայի զարգացմանը, որտեղ կիսահաղորդչային լազերները սովորաբար օգտագործվում են դոպինգով բյուրեղները (դիոդով պոմպված պինդ վիճակի լազերներ) կամ դոպված մանրաթելեր (մանրաթելային լազերներ) գրգռելու համար:

Թեև կիսահաղորդչային լազերներն ապահովում են արդյունավետ, փոքր և էժան լազերային էներգիա, նրանք ունեն նաև երկու հիմնական սահմանափակում՝ նրանք էներգիա չեն պահում և դրանց պայծառությունը սահմանափակ է: Հիմնականում շատ ծրագրեր պահանջում են երկու օգտակար լազեր. Մեկը օգտագործվում է էլեկտրաէներգիան լազերային արտանետման փոխակերպելու համար, իսկ մյուսը՝ այդ արտանետման պայծառությունը բարձրացնելու համար:

Դիոդային պոմպային պինդ վիճակի լազերներ:
1980-ականների վերջին կիսահաղորդչային լազերների օգտագործումը պինդ վիճակում լազեր մղելու համար սկսեց զգալի առևտրային հետաքրքրություն ձեռք բերել: Դիոդային պոմպով պինդ վիճակի լազերները (DPSSL) կտրուկ նվազեցնում են ջերմային կառավարման համակարգերի չափերն ու բարդությունը (հիմնականում ցիկլային հովացուցիչներ) և ձեռք են բերում մոդուլներ, որոնք պատմականորեն աղեղային լամպեր են օգտագործել պինդ վիճակի լազերային բյուրեղները մղելու համար:

Կիսահաղորդչային լազերի ալիքի երկարությունը ընտրվում է սպեկտրային կլանման բնութագրերի համընկնման հիման վրա պինդ վիճակի լազերի ձեռքբերման միջավայրի հետ, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել ջերմային բեռը աղեղային լամպի լայնաշերտ արտանետումների սպեկտրի համեմատ: Հաշվի առնելով 1064 նմ ալիքի երկարություն արձակող նեոդիմումով լազերների ժողովրդականությունը՝ 808 նմ կիսահաղորդչային լազերը դարձել է ամենաարդյունավետ արտադրանքը կիսահաղորդչային լազերային արտադրության մեջ ավելի քան 20 տարի:

Երկրորդ սերնդի դիոդային պոմպային արդյունավետության բարելավումը հնարավոր դարձավ 2000-ականների կեսերին բազմաֆունկցիոնալ կիսահաղորդչային լազերների պայծառության և արտանետումների նեղ գծերի լայնությունը կայունացնելու ունակության շնորհիվ՝ օգտագործելով մեծածավալ Bragg ցանցերը (VBGS) 2000-ականների կեսերին: Շուրջ 880 նմ-ի թույլ և նեղ սպեկտրային կլանման բնութագրերը մեծ հետաքրքրություն են առաջացրել սպեկտրալ կայուն բարձր պայծառությամբ պոմպի դիոդների նկատմամբ: Այս ավելի բարձր արդյունավետության լազերները հնարավորություն են տալիս նեոդիմում մղել ուղղակիորեն 4F3/2 վերին լազերային մակարդակի վրա՝ նվազեցնելով քվանտային դեֆիցիտը և դրանով իսկ բարելավելով հիմնական ռեժիմի արդյունահանումը բարձր միջին հզորությամբ, որը հակառակ դեպքում կսահմանափակվեր ջերմային ոսպնյակներով:

Այս դարի երկրորդ տասնամյակի սկզբին մենք ականատես եղանք մեկ լայնակի ռեժիմով 1064 նմ լազերների հզորության զգալի աճի, ինչպես նաև տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն ալիքների երկարություններում գործող հաճախականության փոխակերպման լազերների: Հաշվի առնելով Nd-ի` YAG-ի և Nd-ի` YVO4-ի վերին էներգիայի երկար ժամկետը, այս DPSSL Q-անջատիչ գործողություններն ապահովում են բարձր իմպուլսային էներգիա և առավելագույն հզորություն, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական աբլատիվ նյութերի մշակման և բարձր ճշգրտության միկրոմեքենաների կիրառման համար: