የከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ልማት አጠቃላይ እይታ ክፍል አንድ

የከፍተኛ ኃይል አጠቃላይ እይታሴሚኮንዳክተር ሌዘርልማት ክፍል አንድ

ቅልጥፍና እና ኃይል እየተሻሻሉ ሲሄዱ፣ የሌዘር ዳዮዶች (የሌዘር ዳዮዶች ሾፌር) ባህላዊ ቴክኖሎጂዎችን መተካቱን ይቀጥላል፣ በዚህም ነገሮች የሚፈጠሩበትን መንገድ በመቀየር እና አዳዲስ ነገሮችን እንዲገነቡ ያስችላል። በከፍተኛ ኃይል ባላቸው ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች ላይ ስለሚደረጉ ጉልህ ማሻሻያዎች ግንዛቤም ውስን ነው። የኤሌክትሮኖች ወደ ሌዘር በሴሚኮንዳክተሮች በኩል መቀየር ለመጀመሪያ ጊዜ በ1962 ታይቷል፣ እና ኤሌክትሮኖችን ወደ ከፍተኛ ምርታማነት ያላቸው ሌዘሮች በመቀየር ረገድ ከፍተኛ እድገት ያስመዘገቡ በርካታ ተጨማሪ እድገቶች ተከትለዋል። እነዚህ እድገቶች ከኦፕቲካል ማከማቻ እስከ ኦፕቲካል ኔትወርክ እስከ ሰፊ የኢንዱስትሪ ዘርፎች ድረስ አስፈላጊ አፕሊኬሽኖችን ደግፈዋል።

የእነዚህ እድገቶች እና የተጠራቀሙ እድገቶቻቸው ግምገማ በብዙ የኢኮኖሚ ዘርፎች የበለጠ ሰፊ እና የበለጠ ተጽዕኖ ሊያሳድሩ የሚችሉበትን አቅም ያሳያል። እንዲያውም፣ ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች በተከታታይ መሻሻል ሲኖር፣ የአተገባበሩ መስክ መስፋፋቱን ያፋጥናል፣ እና በኢኮኖሚ እድገት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ይኖረዋል።

ምስል 1፡ የብርሃን እና የሙር የከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ህግ ንጽጽር

ዳዮድ-ፓምፕድ ሶል-ስቴት ሌዘር እናየፋይበር ሌዘር

በከፍተኛ ኃይል ባላቸው ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች ውስጥ የተደረጉ እድገቶችም የታችኛው የሌዘር ቴክኖሎጂ እንዲዳብር ምክንያት ሆነዋል፣ ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች በተለምዶ ለማነቃቃት (ፓምፕ) የሚያገለግሉ ዶፒድ ክሪስታሎችን (ዳይኦድ-ፓምፕድ ሶል-ስቴት ሌዘሮችን) ወይም ዶፒድ ፋይበሮችን (ፋይበር ሌዘሮችን) ይጠቀማሉ።

ምንም እንኳን ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች ቀልጣፋ፣ አነስተኛ እና ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የሌዘር ኃይል ቢሰጡም፣ ሁለት ቁልፍ ገደቦችም አሏቸው፤ እነሱም ኃይል አያከማቹም እና ብሩህነታቸው የተወሰነ ነው። በመሠረቱ፣ ብዙ አፕሊኬሽኖች ሁለት ጠቃሚ ሌዘሮችን ይፈልጋሉ፤ አንደኛው ኤሌክትሪክን ወደ ሌዘር ልቀት ለመቀየር የሚያገለግል ሲሆን ሌላኛው ደግሞ የዚያን ልቀት ብሩህነት ለማሻሻል የሚያገለግል ነው።

በዳይኦድ የተነደፉ ጠንካራ-ስቴት ሌዘሮች።
በ1980ዎቹ መጨረሻ ላይ፣ ሶልዲንግ-ስቴት ሌዘሮችን ለማንሳት የሴሚኮንዳክተር ሌዘሮችን መጠቀም ከፍተኛ የንግድ ፍላጎት ማሳደር ጀመረ። በዳይኦድ-ፓምፕድ ሶልዲንግ-ስቴት ሌዘሮች (DPSSL) የሙቀት አስተዳደር ስርዓቶችን መጠን እና ውስብስብነት (በዋነኝነት ዑደት ማቀዝቀዣዎችን) በእጅጉ ይቀንሳሉ እና ሞጁሎችን ያገኛሉ፣ እነዚህም ሞጁሎች በታሪክ ውስጥ ሶልዲንግ-ስቴት ሌዘር ክሪስታሎችን ለማንሳት አርክ አምፖሎችን ሲጠቀሙ ቆይተዋል።

የሴሚኮንዳክተር ሌዘር የሞገድ ርዝመት የሚመረጠው ከጠንካራ ሁኔታ ሌዘር የመነጨ መካከለኛ ጋር ባለው የስፔክትራል መምጠጥ ባህሪያት መደራረብ ላይ በመመስረት ሲሆን ይህም ከአርክ አምፖሉ ሰፊ ባንድ የልቀት ስፔክትረም ጋር ሲነጻጸር የሙቀት ጭነቱን በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል። 1064nm የሞገድ ርዝመት የሚያወጡት የኒዮዲሚየም-ዶፒድ ሌዘሮች ተወዳጅነት ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ 808nm ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ከ20 ዓመታት በላይ በሴሚኮንዳክተር ሌዘር ምርት ውስጥ በጣም ውጤታማ ምርት ሆኗል።

የሁለተኛው ትውልድ የተሻሻለው የዳይዮድ ፓምፕ ቅልጥፍና የተገኘው በ2000ዎቹ አጋማሽ ላይ የብዙ-ሁነታ ሴሚኮንዳክተር ሌዘሮች ብሩህነት እና ጠባብ የልቀት መስመሮችን በጅምላ ብራግ ግራቲንጎች (VBGS) በመጠቀም የማረጋጋት ችሎታ በመኖሩ ነው። በ880nm አካባቢ ያሉት ደካማ እና ጠባብ የስፔክትራል መምጠጥ ባህሪያት በስፔክትራል የተረጋጋ ከፍተኛ ብሩህነት ባለው የፓምፕ ዳዮዶች ላይ ከፍተኛ ፍላጎት አስነስተዋል። እነዚህ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ሌዘሮች ኒዮዲሚየምን በቀጥታ በ4F3/2 የላይኛው የሌዘር ደረጃ ላይ እንዲጭኑ ያስችሉታል፣ ይህም የኳንተም ጉድለቶችን ይቀንሳል እና በዚህም ምክንያት ከፍተኛ አማካይ ኃይል ባለው መሰረታዊ ሁነታ ማውጣትን ያሻሽላሉ፣ ይህ ካልሆነ ግን በሙቀት ሌንሶች የተገደበ ነበር።

በዚህ ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አስርት ዓመታት መጀመሪያ ላይ፣ በነጠላ-ትራንስቨርስ ሁነታ 1064nm ሌዘሮች እንዲሁም በሚታዩ እና በአልትራቫዮሌት ሞገድ ርዝመት ውስጥ በሚሰሩ የድግግሞሽ ልወጣ ሌዘሮች ላይ ጉልህ የሆነ የኃይል ጭማሪ እያየን ነበር። የNd: YAG እና Nd: YVO4 ረጅም የላይኛው የኃይል ዕድሜን ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ እነዚህ DPSSL Q-switched ኦፕሬሽኖች ከፍተኛ የ pulse ኃይል እና ከፍተኛ ኃይል ይሰጣሉ፣ ይህም ለአብላቲቭ ቁሳቁስ ማቀነባበሪያ እና ለከፍተኛ ትክክለኛነት ማይክሮማቺኒንግ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።