అధిక శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్ డెవలప్‌మెంట్ పార్ట్ వన్ యొక్క అవలోకనం

అధిక శక్తి యొక్క అవలోకనంసెమీకండక్టర్ లేజర్అభివృద్ధి భాగం

సామర్థ్యం మరియు శక్తి మెరుగుపడుతున్నప్పుడు, లేజర్ డయోడ్లు (లేజర్ డయోడ్ల డ్రైవర్) సాంప్రదాయ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని భర్తీ చేస్తూనే ఉంటుంది, తద్వారా విషయాలు తయారుచేసే విధానాన్ని మారుస్తాయి మరియు క్రొత్త విషయాల అభివృద్ధిని ఎనేబుల్ చేస్తాయి. అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్లలో గణనీయమైన మెరుగుదలల అవగాహన కూడా పరిమితం. సెమీకండక్టర్ల ద్వారా ఎలక్ట్రాన్లను లేజర్‌లుగా మార్చడం మొట్టమొదట 1962 లో ప్రదర్శించబడింది, మరియు ఎలక్ట్రాన్లను అధిక-ఉత్పాదకత లేజర్‌లకు మార్చడంలో భారీ పురోగతిని నడిపించిన అనేక రకాల పరిపూరకరమైన పురోగతులు అనుసరించాయి. ఈ పురోగతులు ఆప్టికల్ స్టోరేజ్ నుండి ఆప్టికల్ నెట్‌వర్కింగ్ నుండి విస్తృత శ్రేణి పారిశ్రామిక రంగాలకు ముఖ్యమైన అనువర్తనాలకు మద్దతు ఇచ్చాయి.

ఈ పురోగతి మరియు వాటి సంచిత పురోగతి యొక్క సమీక్ష ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క అనేక రంగాలలో మరింత ఎక్కువ మరియు మరింత విస్తృతమైన ప్రభావానికి సంభావ్యతను హైలైట్ చేస్తుంది. వాస్తవానికి, అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల యొక్క నిరంతర మెరుగుదలతో, దాని అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ విస్తరణను వేగవంతం చేస్తుంది మరియు ఆర్థిక వృద్ధిపై తీవ్ర ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

మూర్తి 1: హై పవర్ సెమీకండక్టర్ లేజర్స్ యొక్క ప్రకాశం మరియు మూర్ యొక్క చట్టం యొక్క పోలిక

డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్స్ మరియుఫైబర్ లేజర్స్

అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్లలో పురోగతి కూడా దిగువ లేజర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధికి దారితీసింది, ఇక్కడ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను సాధారణంగా ఉత్తేజపరిచేందుకు ఉపయోగిస్తారు (పంప్) డోప్డ్ స్ఫటికాలు (డయోడ్-పంప్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు) లేదా డోప్డ్ ఫైబర్స్ (ఫైబర్ లేజర్స్).

సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు సమర్థవంతమైన, చిన్న మరియు తక్కువ-ధర లేజర్ శక్తిని అందిస్తున్నప్పటికీ, వాటికి రెండు కీలక పరిమితులు కూడా ఉన్నాయి: అవి శక్తిని నిల్వ చేయవు మరియు వాటి ప్రకాశం పరిమితం. సాధారణంగా, చాలా అనువర్తనాలకు రెండు ఉపయోగకరమైన లేజర్‌లు అవసరం; ఒకటి విద్యుత్తును లేజర్ ఉద్గారంగా మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు మరొకటి ఆ ఉద్గార ప్రకాశాన్ని పెంచడానికి ఉపయోగిస్తారు.

డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్స్.
1980 ల చివరలో, సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లను పంప్ చేయడానికి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను ఉపయోగించడం గణనీయమైన వాణిజ్య ఆసక్తిని పొందడం ప్రారంభించింది. డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్స్ (DPSSL) థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్స్ (ప్రధానంగా సైకిల్ కూలర్లు) యొక్క పరిమాణం మరియు సంక్లిష్టతను నాటకీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు మాడ్యూళ్ళను పొందండి, ఇవి చారిత్రాత్మకంగా సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ స్ఫటికాలను పంప్ చేయడానికి ఆర్క్ దీపాలను ఉపయోగించాయి.

సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ యొక్క లాభ మాధ్యమంతో స్పెక్ట్రల్ శోషణ లక్షణాల అతివ్యాప్తి ఆధారంగా సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం ఎంపిక చేయబడుతుంది, ఇది ఆర్క్ లాంప్ యొక్క వైడ్బ్యాండ్ ఉద్గార స్పెక్ట్రంతో పోలిస్తే థర్మల్ లోడ్‌ను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. 1064nm తరంగదైర్ఘ్యం విడుదల చేసే నియోడైమియం-డోప్డ్ లేజర్‌ల యొక్క ప్రజాదరణను పరిశీలిస్తే, 808NM సెమీకండక్టర్ లేజర్ 20 సంవత్సరాలకు పైగా సెమీకండక్టర్ లేజర్ ఉత్పత్తిలో అత్యంత ఉత్పాదక ఉత్పత్తిగా మారింది.

రెండవ తరం యొక్క మెరుగైన డయోడ్ పంపింగ్ సామర్థ్యం మల్టీ-మోడ్ సెమీకండక్టర్ లేజర్స్ యొక్క పెరిగిన ప్రకాశం మరియు 2000 ల మధ్యలో బల్క్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్స్ (VBG లు) ఉపయోగించి ఇరుకైన ఉద్గార లైన్విడ్త్‌లను స్థిరీకరించే సామర్థ్యం ద్వారా సాధ్యమైంది. సుమారు 880nm యొక్క బలహీనమైన మరియు ఇరుకైన స్పెక్ట్రల్ శోషణ లక్షణాలు స్పెక్ట్రల్లీ స్థిరమైన హై బ్రైట్నెస్ పంప్ డయోడ్‌లపై గొప్ప ఆసక్తిని రేకెత్తించాయి. ఈ అధిక పనితీరు లేజర్‌లు నియోడైమియంను నేరుగా 4F3/2 యొక్క ఎగువ లేజర్ స్థాయిలో పంప్ చేయడం సాధ్యం చేస్తాయి, క్వాంటం లోటులను తగ్గిస్తాయి మరియు తద్వారా అధిక సగటు శక్తి వద్ద ప్రాథమిక మోడ్ వెలికితీతను మెరుగుపరుస్తాయి, లేకపోతే థర్మల్ లెన్స్‌ల ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది.

ఈ శతాబ్దం యొక్క రెండవ దశాబ్దం నాటికి, సింగిల్-ట్రాన్స్‌వర్స్ మోడ్ 1064nm లేజర్‌లలో గణనీయమైన శక్తి పెరుగుదలను మేము చూశాము, అలాగే వారి ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పిడి లేజర్‌లు కనిపించే మరియు అతినీలలోహిత తరంగదైర్ఘ్యాలలో పనిచేస్తున్నాయి. ND: YAG మరియు ND: YVO4 యొక్క పొడవైన ఎగువ శక్తి జీవితకాలం చూస్తే, ఈ DPSSL Q- స్విచ్డ్ ఆపరేషన్లు అధిక పల్స్ శక్తి మరియు గరిష్ట శక్తిని అందిస్తాయి, ఇవి అబ్లేటివ్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు అధిక-ప్రాధాన్యత మైక్రోమాషినింగ్ అనువర్తనాలకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.