అధిక శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్ అభివృద్ధి భాగం ఒకటి యొక్క అవలోకనం

అధిక శక్తి యొక్క అవలోకనంసెమీకండక్టర్ లేజర్అభివృద్ధి మొదటి భాగం

సామర్థ్యం మరియు శక్తి మెరుగుపడటం కొనసాగుతుండగా, లేజర్ డయోడ్‌లు (లేజర్ డయోడ్ డ్రైవర్లు) సాంప్రదాయ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను భర్తీ చేస్తూనే ఉంటుంది, తద్వారా వస్తువులను తయారు చేసే విధానాన్ని మారుస్తుంది మరియు కొత్త వస్తువులను అభివృద్ధి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లలో గణనీయమైన మెరుగుదలలను అర్థం చేసుకోవడం కూడా పరిమితం. సెమీకండక్టర్ల ద్వారా ఎలక్ట్రాన్‌లను లేజర్‌లుగా మార్చడం మొదట 1962లో ప్రదర్శించబడింది మరియు అనేక రకాల పరిపూరకరమైన పురోగతులు అనుసరించాయి, ఇవి ఎలక్ట్రాన్‌లను అధిక-ఉత్పాదకత లేజర్‌లుగా మార్చడంలో భారీ పురోగతిని సాధించాయి. ఈ పురోగతులు ఆప్టికల్ నిల్వ నుండి ఆప్టికల్ నెట్‌వర్కింగ్ వరకు విస్తృత శ్రేణి పారిశ్రామిక రంగాలకు ముఖ్యమైన అనువర్తనాలకు మద్దతు ఇచ్చాయి.

ఈ పురోగతులు మరియు వాటి సంచిత పురోగతిని సమీక్షించడం వలన ఆర్థిక వ్యవస్థలోని అనేక రంగాలలో మరింత ఎక్కువ మరియు మరింత విస్తృతమైన ప్రభావం చూపే అవకాశం ఉంది. వాస్తవానికి, అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల నిరంతర మెరుగుదలతో, దాని అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ విస్తరణను వేగవంతం చేస్తుంది మరియు ఆర్థిక వృద్ధిపై తీవ్ర ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

చిత్రం 1: ప్రకాశం మరియు మూర్ యొక్క అధిక శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్ల నియమం యొక్క పోలిక

డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్లు మరియుఫైబర్ లేజర్లు

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

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

డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్లు.
1980ల చివరలో, సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లను పంప్ చేయడానికి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల వాడకం గణనీయమైన వాణిజ్య ఆసక్తిని పొందడం ప్రారంభించింది. డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు (DPSSL) థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌ల పరిమాణం మరియు సంక్లిష్టతను నాటకీయంగా తగ్గిస్తాయి (ప్రధానంగా సైకిల్ కూలర్‌లు) మరియు గెయిన్ మాడ్యూల్‌లు, ఇవి చారిత్రాత్మకంగా సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ స్ఫటికాలను పంప్ చేయడానికి ఆర్క్ లాంప్‌లను ఉపయోగించాయి.

సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం స్పెక్ట్రల్ శోషణ లక్షణాల అతివ్యాప్తి ఆధారంగా ఎంపిక చేయబడుతుంది, ఇది ఘన-స్థితి లేజర్ యొక్క గెయిన్ మాధ్యమంతో ఆర్క్ లాంప్ యొక్క వైడ్‌బ్యాండ్ ఉద్గార స్పెక్ట్రంతో పోలిస్తే ఉష్ణ భారాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. 1064nm తరంగదైర్ఘ్యాన్ని విడుదల చేసే నియోడైమియం-డోప్డ్ లేజర్‌ల ప్రజాదరణను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, 808nm సెమీకండక్టర్ లేజర్ 20 సంవత్సరాలకు పైగా సెమీకండక్టర్ లేజర్ ఉత్పత్తిలో అత్యంత ఉత్పాదక ఉత్పత్తిగా మారింది.

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

ఈ శతాబ్దం రెండవ దశాబ్దం ప్రారంభం నాటికి, సింగిల్-ట్రాన్స్‌వర్స్ మోడ్ 1064nm లేజర్‌లలో గణనీయమైన శక్తి పెరుగుదలను, అలాగే దృశ్య మరియు అతినీలలోహిత తరంగదైర్ఘ్యాలలో పనిచేసే వాటి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్షన్ లేజర్‌లను మనం చూస్తున్నాము. Nd: YAG మరియు Nd: YVO4 యొక్క దీర్ఘ ఎగువ శక్తి జీవితకాలం కారణంగా, ఈ DPSSL Q- స్విచ్డ్ ఆపరేషన్‌లు అధిక పల్స్ శక్తిని మరియు పీక్ శక్తిని అందిస్తాయి, ఇవి అబ్లేటివ్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు అధిక-ఖచ్చితత్వ మైక్రోమాచినింగ్ అప్లికేషన్‌లకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.