అధిక శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్ అభివృద్ధి అవలోకనం, రెండవ భాగం

అధిక శక్తి యొక్క అవలోకనంసెమీకండక్టర్ లేజర్అభివృద్ధి రెండవ భాగం

ఫైబర్ లేజర్.
అధిక శక్తి గల సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల ప్రకాశాన్ని మార్చడానికి ఫైబర్ లేజర్‌లు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన మార్గాన్ని అందిస్తాయి. వేవ్‌లెంగ్త్ మల్టీప్లెక్సింగ్ ఆప్టిక్స్ సాపేక్షంగా తక్కువ ప్రకాశవంతమైన సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను మరింత ప్రకాశవంతమైనవిగా మార్చగలిగినప్పటికీ, దీనివల్ల స్పెక్ట్రల్ వెడల్పు పెరగడం మరియు ఫోటోమెకానికల్ సంక్లిష్టత వంటి ప్రతికూలతలు ఎదురవుతాయి. ప్రకాశ మార్పిడిలో ఫైబర్ లేజర్‌లు ప్రత్యేకంగా సమర్థవంతమైనవిగా నిరూపించబడ్డాయి.

1990వ దశకంలో ప్రవేశపెట్టబడిన డబుల్-క్లాడ్ ఫైబర్‌లు, సింగిల్-మోడ్ కోర్‌ను మల్టీమోడ్ క్లాడింగ్‌తో చుట్టుముట్టి, అధిక-శక్తి, తక్కువ-ధర మల్టీమోడ్ సెమీకండక్టర్ పంప్ లేజర్‌లను ఫైబర్‌లోకి సమర్థవంతంగా ప్రవేశపెట్టగలవు. ఇది అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను ప్రకాశవంతమైన కాంతి వనరులుగా మార్చడానికి మరింత పొదుపైన మార్గాన్ని సృష్టిస్తుంది. యట్టర్బియం-డోప్డ్ (Yb) ఫైబర్‌ల కోసం, పంప్ 915nm వద్ద కేంద్రీకృతమైన విస్తృత శోషణ బ్యాండ్‌ను లేదా 976nm సమీపంలో ఇరుకైన శోషణ బ్యాండ్‌ను ఉత్తేజపరుస్తుంది. పంపింగ్ తరంగదైర్ఘ్యం ఫైబర్ లేజర్ యొక్క లేజింగ్ తరంగదైర్ఘ్యానికి దగ్గరగా వచ్చినప్పుడు, క్వాంటం లోటు అని పిలవబడేది తగ్గుతుంది, ఇది సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు వెదజల్లవలసిన వ్యర్థ ఉష్ణం మొత్తాన్ని తగ్గిస్తుంది.

ఫైబర్ లేజర్లుమరియు డయోడ్-పంప్డ్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు రెండూ ప్రకాశం యొక్క పెరుగుదలపై ఆధారపడతాయిడయోడ్ లేజర్సాధారణంగా, డయోడ్ లేజర్‌ల ప్రకాశం మెరుగుపడుతున్న కొద్దీ, అవి పంప్ చేసే లేజర్‌ల శక్తి కూడా పెరుగుతుంది. సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల ప్రకాశంలో ఈ మెరుగుదల, మరింత సమర్థవంతమైన ప్రకాశ మార్పిడిని ప్రోత్సహిస్తుంది.

మనం ఊహించినట్లుగానే, సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లలో ఇరుకైన శోషణ లక్షణాల కోసం తక్కువ క్వాంటం లోటు పంపింగ్‌ను, అలాగే డైరెక్ట్ సెమీకండక్టర్ లేజర్ అనువర్తనాల కోసం దట్టమైన తరంగదైర్ఘ్య పునరుపయోగ పథకాలను సాధ్యం చేసే భవిష్యత్ వ్యవస్థలకు ప్రాదేశిక మరియు వర్ణపట ప్రకాశం అవసరం అవుతుంది.

పటం 2: అధిక శక్తి యొక్క పెరిగిన ప్రకాశంసెమీకండక్టర్ లేజర్లుఅప్లికేషన్‌లను విస్తరించడానికి అనుమతిస్తుంది

మార్కెట్ మరియు అప్లికేషన్

అధిక శక్తి గల సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లలో వచ్చిన పురోగతులు అనేక ముఖ్యమైన అనువర్తనాలను సాధ్యం చేశాయి. అధిక శక్తి గల సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల యొక్క ప్రతి ప్రకాశపు వాట్‌కు అయ్యే ఖర్చు విపరీతంగా తగ్గినందున, ఈ లేజర్‌లు పాత సాంకేతికతలను భర్తీ చేయడమే కాకుండా, కొత్త ఉత్పత్తి వర్గాలను కూడా సాధ్యం చేస్తున్నాయి.

ప్రతి దశాబ్దంలో ధర మరియు పనితీరు 10 రెట్లకు పైగా మెరుగుపడటంతో, అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు ఊహించని రీతిలో మార్కెట్‌ను మార్చేశాయి. భవిష్యత్ అనువర్తనాలను కచ్చితంగా అంచనా వేయడం కష్టమైనప్పటికీ, రాబోయే దశాబ్దపు అవకాశాలను ఊహించుకోవడానికి గత మూడు దశాబ్దాలను తిరిగి చూడటం కూడా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది (పటం 2 చూడండి).

50 సంవత్సరాల క్రితం హాల్ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లను ప్రదర్శించినప్పుడు, ఆయన ఒక సాంకేతిక విప్లవాన్ని ప్రారంభించారు. మూరే నియమం వలె, ఆ తర్వాత వచ్చిన అనేక విభిన్న ఆవిష్కరణలతో కూడిన అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల అద్భుత విజయాలను ఎవరూ ఊహించలేకపోయారు.

సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల భవిష్యత్తు
ఈ మెరుగుదలలను నియంత్రించే ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్ర నియమాలు ఏవీ లేవు, కానీ నిరంతర సాంకేతిక పురోగతి ఈ ఘాతాంక అభివృద్ధిని వైభవంగా కొనసాగించే అవకాశం ఉంది. సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు సాంప్రదాయ సాంకేతికతలను భర్తీ చేస్తూనే ఉంటాయి మరియు వస్తువులను తయారు చేసే విధానాన్ని మరింతగా మారుస్తాయి. ఆర్థిక వృద్ధికి మరింత ముఖ్యంగా, అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు ఏమి తయారు చేయవచ్చో కూడా మారుస్తాయి.