მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული ლაზერული განვითარების მიმოხილვა პირველი ნაწილი

მაღალი ენერგიის მიმოხილვანახევარგამტარული ლაზერიგანვითარება ნაწილი პირველი

როგორც ეფექტურობა და ძალა აგრძელებს გაუმჯობესებას, ლაზერული დიოდები (ლაზერული დიოდების მძღოლი) გააგრძელებს ტრადიციული ტექნოლოგიების შეცვლას, ამით შეცვლის ნივთების შექმნას და ახალი ნივთების განვითარებას. მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული ლაზერების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესების გაგება ასევე შეზღუდულია. ნახევარგამტარების მეშვეობით ელექტრონების გადაქცევამ პირველად აჩვენა 1962 წელს და მოჰყვა მრავალფეროვანი დამატებითი მიღწევები, რომლებმაც უზარმაზარი მიღწევები გამოიწვია ელექტრონების მაღალი პროდუქტიულ ლაზერებად გადაქცევაში. ამ მიღწევებმა მხარი დაუჭირა მნიშვნელოვან პროგრამებს ოპტიკური შენახვიდან ოპტიკური ქსელიდან სამრეწველო ველების ფართო სპექტრამდე.

ამ მიღწევების მიმოხილვა და მათი კუმულაციური პროგრესი ხაზს უსვამს ეკონომიკის ბევრ სფეროში კიდევ უფრო დიდი და უფრო გავრცელებული გავლენის პოტენციალს. სინამდვილეში, მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული ლაზერების მუდმივი გაუმჯობესებით, მისი განაცხადის ველი დააჩქარებს გაფართოებას და დიდ გავლენას მოახდენს ეკონომიკურ ზრდაზე.

სურათი 1: მანათობლობისა და მურის კანონის მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული ლაზერების შედარება

დიოდური ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერები დაბოჭკოვანი ლაზერები

მაღალი სიმძლავრის ნახევარგამტარული ლაზერების მიღწევებმა ასევე გამოიწვია ქვემო ლაზერული ტექნოლოგიის შემუშავება, სადაც ნახევარგამტარული ლაზერები ჩვეულებრივ გამოიყენება (ტუმბოს) დოპედის კრისტალების (დიოდური ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერების) ან დოპედის ბოჭკოების (ბოჭკოვანი ლაზერების) აღგზნებისთვის.

მიუხედავად იმისა, რომ ნახევარგამტარული ლაზერები უზრუნველყოფენ ეფექტურ, მცირე და დაბალ ფასად ლაზერულ ენერგიას, მათ ასევე აქვთ ორი ძირითადი შეზღუდვა: ისინი არ ინახავს ენერგიას და მათი სიკაშკაშე შეზღუდულია. ძირითადად, ბევრ აპლიკაციას სჭირდება ორი სასარგებლო ლაზერი; ერთი გამოიყენება ელექტროენერგიის ლაზერული ემისიად გადაქცევისთვის, ხოლო მეორე გამოიყენება ამ ემისიის სიკაშკაშის გასაუმჯობესებლად.

დიოდური ტუმბო მყარი მდგომარეობის ლაზერები.
1980-იანი წლების ბოლოს, ნახევარგამტარული ლაზერების გამოყენებამ მყარი მდგომარეობის ლაზერების ტუმბოზე დაიწყო მნიშვნელოვანი კომერციული ინტერესის მოპოვება. დიოდური ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერები (DPSSL) მკვეთრად ამცირებს თერმული მართვის სისტემების (პირველ რიგში ციკლის გამაგრილებლების) ზომასა და სირთულეს და მოიპოვებს მოდულებს, რომლებმაც ისტორიულად გამოიყენეს რკალის ნათურები მყარი მდგომარეობის ლაზერული კრისტალების დასამზადებლად.

ნახევარგამტარული ლაზერის ტალღის სიგრძე შეირჩევა სპექტრული შთანთქმის მახასიათებლების გადახურვის საფუძველზე მყარი მდგომარეობის ლაზერის მომატება, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს თერმული დატვირთვა რკალის ნათურის ფართოზოლოვანი ემისიის სპექტრთან შედარებით. თუ გავითვალისწინებთ Neodymium-Doped ლაზერების პოპულარობას, რომლებიც ასხივებენ 1064NM ტალღის სიგრძეს, 808NM ნახევარგამტარული ლაზერი გახდა ყველაზე პროდუქტიული პროდუქტი ნახევარგამტარული ლაზერული წარმოებაში 20 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში.

მეორე თაობის გაუმჯობესებული დიოდური სატუმბი ეფექტურობა შესაძლებელი გახდა მრავალმხრივი ნახევარგამტარული ლაზერების გაზრდილი სიკაშკაშის და ვიწრო ემისიების ხაზების სტაბილიზაციის უნარით, ნაყარი bragg gratings (VBGs) გამოყენებით 2000-იანი წლების შუა პერიოდში. 880 ნმ -ის სუსტი და ვიწრო სპექტრული შთანთქმის მახასიათებლებმა დიდი ინტერესი გამოიწვია სპექტრულად სტაბილური მაღალი სიკაშკაშის დიოდების მიმართ. ეს უფრო მაღალი ხარისხის ლაზერები შესაძლებელს გახდის ნეოდიმიუმის უშუალოდ 4F3/2 ზედა ლაზერულ დონეზე, კვანტური დეფიციტის შემცირებას და ამით გაუმჯობესდეს ფუნდამენტური რეჟიმის მოპოვება უფრო მაღალი საშუალო სიმძლავრით, რაც სხვაგვარად შემოიფარგლება თერმული ლინზებით.

ამ საუკუნის მეორე ათწლეულის დასაწყისში, ჩვენ მოწმენი ვიყავით ენერგიის მნიშვნელოვან ზრდას ერთჯერადი გადაზიდვის რეჟიმში 1064nm ლაზერებში, ისევე როგორც მათი სიხშირის კონვერტაციის ლაზერები, რომლებიც მოქმედებენ თვალსაჩინო და ულტრაიისფერი ტალღების სიგრძეებში. ND- ის გრძელი ენერგიის ხანგრძლივობის გათვალისწინებით: YAG და ND: YVO4, ეს DPSSL Q- შეცვლილი ოპერაციები უზრუნველყოფს პულსის მაღალ ენერგიასა და პიკის ენერგიას, რაც მათ იდეალურ გახდება აბლაციური მასალების დამუშავებისა და მაღალი სიზუსტით მიკრომორინაციური პროგრამებისთვის.