उच्च शक्तिको सिंहावलोकनअर्धचालक लेजरविकास भाग दुई
फाइबर लेजर.
फाइबर लेजरहरूले उच्च शक्ति अर्धचालक लेजरहरूको चमक रूपान्तरण गर्न लागत-प्रभावी तरिका प्रदान गर्दछ। यद्यपि तरंगदैर्ध्य मल्टिप्लेक्सिङ अप्टिक्सले अपेक्षाकृत कम-चमक अर्धचालक लेजरहरूलाई उज्यालोमा रूपान्तरण गर्न सक्छ, यो बढेको वर्णक्रमीय चौडाइ र फोटोमेकानिकल जटिलताको लागतमा आउँछ। फाइबर लेजरहरू चमक रूपान्तरणमा विशेष रूपमा प्रभावकारी साबित भएका छन्।
१९९० को दशकमा प्रस्तुत गरिएको डबल-क्लाड फाइबरले, मल्टिमोड क्ल्याडिङले घेरिएको एकल-मोड कोर प्रयोग गरेर, उच्च-शक्ति, कम लागतको मल्टिमोड अर्धचालक पम्प लेजरहरूलाई फाइबरमा प्रभावकारी रूपमा परिचय गराउन सक्छ, जसले उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूलाई उज्यालो प्रकाश स्रोतहरूमा रूपान्तरण गर्ने अधिक किफायती तरिका सिर्जना गर्दछ। यटरबियम-डोपेड (Yb) फाइबरहरूको लागि, पम्पले ९१५nm मा केन्द्रित फराकिलो अवशोषण ब्यान्ड, वा ९७६nm नजिकको साँघुरो अवशोषण ब्यान्डलाई उत्तेजित गर्दछ। पम्पिङ तरंगदैर्ध्य फाइबर लेजरको लेजिङ तरंगदैर्ध्यको नजिक पुग्दा, तथाकथित क्वान्टम घाटा कम हुन्छ, दक्षता अधिकतम बनाउँछ र अपशिष्ट तापको मात्रा कम गर्छ जुन नष्ट गर्न आवश्यक छ।
फाइबर लेजरहरूर डायोड-पम्प गरिएका ठोस-अवस्था लेजरहरू दुवैको चमक वृद्धिमा निर्भर हुन्छन्डायोड लेजर। सामान्यतया, डायोड लेजरहरूको चमकमा सुधार हुँदै जाँदा, तिनीहरूले पम्प गर्ने लेजरहरूको शक्ति पनि बढ्छ। अर्धचालक लेजरहरूको चमक सुधारले अझ कुशल चमक रूपान्तरणलाई प्रवर्द्धन गर्छ।
हामीले अपेक्षा गरेझैं, ठोस-अवस्था लेजरहरूमा साँघुरो अवशोषण सुविधाहरूको लागि कम क्वान्टम घाटा पम्पिङ सक्षम पार्ने भविष्यका प्रणालीहरूको लागि स्थानिय र वर्णक्रमीय चमक आवश्यक हुनेछ, साथै प्रत्यक्ष अर्धचालक लेजर अनुप्रयोगहरूको लागि घना तरंगदैर्ध्य पुन: प्रयोग योजनाहरू।
चित्र २: उच्च-शक्तिको बढेको चमकअर्धचालक लेजरहरूअनुप्रयोगहरूलाई विस्तार गर्न अनुमति दिन्छ
बजार र अनुप्रयोग
उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूमा भएको प्रगतिले धेरै महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगहरू सम्भव बनाएको छ। उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूको प्रति चमक वाट लागत घातीय रूपमा घटाइएको हुनाले, यी लेजरहरूले पुरानो प्रविधिहरू प्रतिस्थापन गर्छन् र नयाँ उत्पादन कोटीहरू सक्षम गर्छन्।
लागत र कार्यसम्पादनमा प्रत्येक दशकमा १० गुणाभन्दा बढी सुधार हुँदै जाँदा, उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूले बजारलाई अप्रत्याशित तरिकाले बाधा पुर्याएका छन्। भविष्यका अनुप्रयोगहरूको परिशुद्धताका साथ भविष्यवाणी गर्न गाह्रो भए पनि, अर्को दशकको सम्भावनाहरूको कल्पना गर्न विगत तीन दशकहरूलाई फर्केर हेर्नु पनि शिक्षाप्रद छ (चित्र २ हेर्नुहोस्)।
जब हलले ५० वर्षभन्दा पहिले अर्धचालक लेजरहरू प्रदर्शन गरे, उनले प्राविधिक क्रान्ति सुरु गरे। मूरको नियम जस्तै, कसैले पनि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूको शानदार उपलब्धिहरूको भविष्यवाणी गर्न सक्दैनथ्यो जुन विभिन्न आविष्कारहरूसँगै आउँथ्यो।
अर्धचालक लेजरहरूको भविष्य
यी सुधारहरूलाई नियन्त्रण गर्ने भौतिकशास्त्रका कुनै आधारभूत नियमहरू छैनन्, तर निरन्तर प्राविधिक प्रगतिले यो घातीय विकासलाई वैभवमा कायम राख्ने सम्भावना छ। अर्धचालक लेजरहरूले परम्परागत प्रविधिहरूलाई प्रतिस्थापन गर्न जारी राख्नेछन् र चीजहरू बनाउने तरिकालाई थप परिवर्तन गर्नेछन्। आर्थिक वृद्धिको लागि अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूले के बनाउन सकिन्छ भनेर पनि परिवर्तन गर्नेछन्।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-०७-२०२३