Жоғары қуатқа шолужартылай өткізгіш лазердамудың екінші бөлігі
Талшықты лазер.
Талшықты лазерлер жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердің жарықтығын түрлендірудің үнемді тәсілін ұсынады. Толқын ұзындығын мультиплекстеу оптикасы салыстырмалы түрде төмен жарықтылықтағы жартылай өткізгіш лазерлерді жарқынырақ лазерлерге түрлендіре алса да, бұл спектрлік еннің және фотомеханикалық күрделіліктің артуымен байланысты. Талшықты лазерлер жарықтықты түрлендіруде әсіресе тиімді екені дәлелденді.
1990 жылдары енгізілген, көп режимді қаптамамен қоршалған бір режимді өзекті пайдаланатын қос қабатты талшықтар талшыққа жоғары қуатты, арзан көп режимді жартылай өткізгіш сорғы лазерлерін тиімді түрде енгізе алады, бұл жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлерді жарқын жарық көздеріне айналдырудың үнемді тәсілін жасайды. Иттербиймен легирленген (Yb) талшықтар үшін сорғы 915 нм орталығында орналасқан кең сіңіру жолағын немесе 976 нм маңындағы тар сіңіру жолағын қоздырады. Айдау толқын ұзындығы талшықты лазердің лазерлік толқын ұзындығына жақындаған сайын, кванттық тапшылық деп аталатын нәрсе азаяды, бұл тиімділікті барынша арттырады және таратылуы қажет қалдық жылу мөлшерін азайтады.
Талшықты лазерлержәне диодпен сорылатын қатты денелі лазерлердің екеуі де жарықтықтың артуына негізделгендиодты лазерЖалпы, диодты лазерлердің жарықтығы жақсарған сайын, олар айдайтын лазерлердің қуаты да артады. Жартылай өткізгіш лазерлердің жарықтығын жақсарту жарықтықты тиімдірек түрлендіруге ықпал етеді.
Біздің күткеніміздей, болашақ жүйелер үшін кеңістіктік және спектрлік жарықтық қажет болады, бұл қатты денелі лазерлердегі тар сіңіру ерекшеліктері үшін төмен кванттық тапшылықты сорғылауға, сондай-ақ тікелей жартылай өткізгіш лазерлік қолданбалар үшін тығыз толқын ұзындығын қайта пайдалану схемаларына мүмкіндік береді.
2-сурет: Жоғары қуаттылықтың жарықтығының артуыжартылай өткізгіш лазерлерқолданбаларды кеңейтуге мүмкіндік береді
Нарық және қолдану
Жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердегі жетістіктер көптеген маңызды қолданбаларды мүмкін етті. Жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердің жарықтық ваттына шаққандағы құны экспоненциалды түрде төмендегендіктен, бұл лазерлер ескі технологияларды алмастырады және жаңа өнім санаттарын жасауға мүмкіндік береді.
Құны мен өнімділігі әр онжылдық сайын 10 еседен астам жақсарып келе жатқандықтан, жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлер нарықты күтпеген жолдармен өзгертті. Болашақта қолданылуын дәл болжау қиын болғанымен, келесі онжылдықтың мүмкіндіктерін елестету үшін соңғы үш онжылдыққа көз жүгірту де пайдалы (2-суретті қараңыз).
Холл 50 жылдан астам уақыт бұрын жартылай өткізгіш лазерлерді көрсеткен кезде, технологиялық төңкерісті бастады. Мур заңы сияқты, ешкім жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердің керемет жетістіктерін болжай алмады, олардан кейін әртүрлі инновациялар пайда болды.
Жартылай өткізгіш лазерлердің болашағы
Бұл жетілдірулерді реттейтін физиканың негізгі заңдары жоқ, бірақ үздіксіз технологиялық прогресс бұл экспоненциалды дамуды салтанатты түрде қолдайды. Жартылай өткізгіш лазерлер дәстүрлі технологияларды алмастыра береді және заттардың жасалу тәсілін одан әрі өзгертеді. Экономикалық өсу үшін ең бастысы, жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлер де жасауға болатын нәрсені өзгертеді.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 қараша