उच्च शक्ति अर्धचालक लेजर विकास भाग दुई को सिंहावलोकन

उच्च शक्ति को अवलोकनअर्धचालक 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-चमकदार अर्धचालक लेजरहरूलाई उज्यालोमा रूपान्तरण गर्न सक्छ, यो बढ्दो स्पेक्ट्रल चौडाइ र फोटोमेकानिकल जटिलताको लागतमा आउँछ। फाइबर लेजरहरू चमक रूपान्तरणमा विशेष रूपमा प्रभावकारी साबित भएका छन्।

1990 मा दोहोरो-क्लाड फाइबरहरू, मल्टीमोड क्ल्याडिङले घेरिएको एकल-मोड कोर प्रयोग गरेर, प्रभावकारी रूपमा उच्च-शक्ति, कम-लागत मल्टीमोड सेमीकन्डक्टर पम्प लेजरहरूलाई फाइबरमा परिचय गर्न सक्छ, उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरू रूपान्तरण गर्न थप किफायती तरिका सिर्जना गर्न सक्छ। उज्यालो प्रकाश स्रोतहरूमा। ytterbium-doped (Yb) फाइबरहरूको लागि, पम्पले 915nm मा केन्द्रित फराकिलो अवशोषण ब्यान्ड, वा 976nm नजिकको एक संकीर्ण अवशोषण ब्यान्डलाई उत्तेजित गर्दछ। पम्पिंग तरंगदैर्ध्य फाइबर लेजरको लेसिङ तरंगदैर्ध्यमा पुग्दा, तथाकथित क्वान्टम घाटा कम हुन्छ, अधिकतम दक्षता र फोहोर तापको मात्रालाई घटाउन आवश्यक छ।

फाइबर लेजरहरूर डायोड-पम्प गरिएको ठोस-स्टेट लेजरहरू दुबैको चमकमा वृद्धिमा भर पर्छन्डायोड लेजर। सामान्यतया, डायोड लेजरहरूको चमक बढ्दै जाँदा, तिनीहरूले पम्प गर्ने लेजरहरूको शक्ति पनि बढ्छ। अर्धचालक लेजरहरूको चमक सुधारले अधिक कुशल चमक रूपान्तरणलाई बढावा दिन्छ।

हामीले अपेक्षा गरे अनुसार, ठोस-राज्य लेजरहरूमा साँघुरो अवशोषण सुविधाहरूको लागि कम क्वान्टम घाटा पम्पिङ, साथै प्रत्यक्ष अर्धचालक लेजर अनुप्रयोगहरूको लागि बाक्लो तरंगदैर्ध्य पुन: प्रयोग योजनाहरूका लागि कम क्वान्टम घाटा पम्पिङ सक्षम पार्ने भविष्यका प्रणालीहरूको लागि स्थानिय र वर्णक्रमीय चमक आवश्यक हुनेछ।

चित्र २: उच्च शक्तिको बढेको चमकअर्धचालक लेजरहरूअनुप्रयोगहरू विस्तार गर्न अनुमति दिन्छ

बजार र आवेदन

उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूमा भएको प्रगतिले धेरै महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगहरू सम्भव बनाएको छ। उच्च-शक्ति सेमीकन्डक्टर लेजरहरूको प्रति ब्राइटनेस वाट लागत द्रुत रूपमा घटाइएको छ, यी लेजरहरूले पुरानो प्रविधिहरू प्रतिस्थापन गर्छन् र नयाँ उत्पादन कोटीहरू सक्षम पार्छन्।

लागत र कार्यसम्पादन हरेक दशकमा १० गुणा भन्दा बढि सुधार गर्दै, उच्च शक्ति सेमीकन्डक्टर लेजरहरूले बजारलाई अप्रत्याशित तरिकामा बाधा पुर्याएको छ। यद्यपि भविष्यका अनुप्रयोगहरू परिशुद्धताका साथ भविष्यवाणी गर्न गाह्रो छ, तर अर्को दशकको सम्भावनाहरू कल्पना गर्न विगत तीन दशकहरूमा फर्केर हेर्नु पनि शिक्षाप्रद छ (चित्र 2 हेर्नुहोस्)।

जब हलले 50 भन्दा बढी वर्ष पहिले अर्धचालक लेजरहरू प्रदर्शन गरे, उनले प्राविधिक क्रान्ति सुरु गरे। मूरको कानून जस्तै, कसैले पनि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेजरहरूको शानदार उपलब्धिहरूको भविष्यवाणी गर्न सकेन जसले विभिन्न प्रकारका विभिन्न आविष्कारहरू पछ्याएको थियो।

अर्धचालक लेजरहरूको भविष्य
यी सुधारहरूलाई नियन्त्रण गर्ने भौतिक विज्ञानको कुनै आधारभूत नियमहरू छैनन्, तर निरन्तर प्राविधिक प्रगतिले यस घातीय विकासलाई भव्यतामा कायम राख्न सक्ने सम्भावना छ। सेमीकन्डक्टर लेजरहरूले परम्परागत प्रविधिहरू प्रतिस्थापन गर्न जारी राख्नेछ र चीजहरू बनाउने तरिकालाई थप परिवर्तन गर्नेछ। आर्थिक वृद्धिको लागि अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, उच्च-शक्ति सेमीकन्डक्टर लेजरहरूले पनि के बनाउन सकिन्छ परिवर्तन गर्नेछ।