የከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ልማት ክፍል አንድ አጠቃላይ እይታ

የከፍተኛ ኃይል አጠቃላይ እይታሴሚኮንዳክተር ሌዘርልማት ክፍል አንድ

ቅልጥፍና እና ኃይል እየተሻሻለ ሲሄድ ሌዘር ዳዮዶች (የሌዘር ዳዮዶች ሾፌር) ባህላዊ ቴክኖሎጅዎችን በመተካት የነገሮችን አሠራር በመቀየር አዳዲስ ነገሮችን ለማዳበር ያስችላል። በከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ላይ ያለውን ጉልህ መሻሻሎች መረዳትም የተገደበ ነው። በሴሚኮንዳክተሮች በኩል ኤሌክትሮኖችን ወደ ሌዘር መቀየር ለመጀመሪያ ጊዜ በ1962 ታይቷል፣ እና ኤሌክትሮኖችን ወደ ከፍተኛ ምርታማነት ሌዘር በመቀየር ረገድ ትልቅ እድገት ያስገኙ በርካታ ተጨማሪ እድገቶች ተከትለዋል። እነዚህ እድገቶች ጠቃሚ አፕሊኬሽኖችን ከኦፕቲካል ማከማቻ እስከ ኦፕቲካል አውታረመረብ ወደ ሰፊ የኢንዱስትሪ መስኮች ደግፈዋል።

የእነዚህ እድገቶች እና ድምር እድገታቸው ግምገማ በብዙ የኤኮኖሚ ዘርፎች ውስጥ የበለጠ እና የበለጠ ሰፊ ተፅእኖ ሊኖር እንደሚችል ያሳያል። በእርግጥ, ከፍተኛ ኃይል ያለው ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ቀጣይነት ያለው መሻሻል, የመተግበሪያው መስክ መስፋፋትን ያፋጥናል, እና በኢኮኖሚ እድገት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል.

ምስል 1: የከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር የብርሃን እና የሙር ህግን ማወዳደር

Diode-pumped solid-state lasers እናፋይበር ሌዘር

በከፍተኛ ኃይል ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ውስጥ ያለው እመርታ እንዲሁ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር በተለምዶ ዶፔድ ክሪስታሎችን (dioode-pumped solid-state lasers) ወይም doped fibers (ፋይበር ሌዘር) ለማነቃቃት የሚያገለግልበት የታችኛው ሌዘር ቴክኖሎጂ እንዲዳብር አድርጓል።

ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ቀልጣፋ፣ ትንሽ እና ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የሌዘር ሃይል ቢያቀርቡም ሁለት ቁልፍ ገደቦችም አሏቸው፡ ኃይል አያከማቹም እና ብሩህነታቸው የተገደበ ነው። በመሠረቱ, ብዙ መተግበሪያዎች ሁለት ጠቃሚ ሌዘር ያስፈልጋቸዋል; አንደኛው ኤሌክትሪክን ወደ ሌዘር ልቀት ለመቀየር የሚያገለግል ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ የዚያን ልቀት ብሩህነት ለማሳደግ ይጠቅማል።

Diode-pumped solid-state lasers.
እ.ኤ.አ. በ 1980 ዎቹ መገባደጃ ላይ ሴሚኮንዳክተር ሌዘርን በመጠቀም ጠንካራ-ግዛት ሌዘርን ለመሳብ ከፍተኛ የንግድ ፍላጎት ማግኘት ጀመረ ። Diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) በአስደናቂ ሁኔታ መጠን እና የሙቀት አስተዳደር ስርዓቶች መጠን እና ውስብስብነት ይቀንሳል (በዋነኛነት ሳይክል ማቀዝቀዣዎችን) እና ሞጁሎች ማግኘት, ይህም በታሪክ ጠንካራ-ግዛት የሌዘር ክሪስታሎች ለማንሳት ቅስት መብራቶች ተጠቅሟል.

ሴሚኮንዳክተር የሌዘር የሞገድ ርዝመት ጉልህ ቅስት መብራት ያለውን ሰፊ ​​ልቀት ህብረቀለም ጋር ሲነጻጸር አማቂ ጭነት ሊቀንስ ይችላል ይህም ጠንካራ-ግዛት የሌዘር ያለውን ትርፍ መካከለኛ ጋር spectral ለመምጥ ባህሪያት መደራረብ ላይ የተመሠረተ ነው. 1064nm የሞገድ ርዝመት የሚያመነጨው ኒዮዲሚየም-ዶፔድ ሌዘር ያለውን ተወዳጅነት ከግምት ውስጥ በማስገባት የ 808nm ሴሚኮንዳክተር ሌዘር በሴሚኮንዳክተር ሌዘር ምርት ውስጥ ከ 20 ዓመታት በላይ በጣም ውጤታማ ምርት ሆኗል ።

የሁለተኛው ትውልድ የተሻሻለው የዳይኦድ ፓምፒንግ ቅልጥፍና የተቻለው በ2000ዎቹ አጋማሽ ላይ ባለ ብዙ ሞድ ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ብሩህነት እና በጅምላ ብራግ ግሬቲንግስ (VBGS) በመጠቀም ጠባብ ልቀትን ማረጋጋት በመቻሉ ነው። በ 880nm አካባቢ ያለው ደካማ እና ጠባብ ስፔክራል የመምጠጥ ባህሪያት በተረጋጋ ሁኔታ ከፍተኛ ብሩህነት የፓምፕ ዳዮዶች ላይ ከፍተኛ ፍላጎት ፈጥረዋል. እነዚህ ከፍተኛ አፈጻጸም ሌዘር ኒዮዲሚየምን በቀጥታ በላይኛው የሌዘር ደረጃ 4F3/2 እንዲጭን በማድረግ የኳንተም ጉድለቶችን በመቀነስ የመሠረታዊ ሞድ ማውጣትን በከፍተኛ አማካኝ ኃይል በማሻሻል ይህ ካልሆነ በሙቀት ሌንሶች የተገደበ ይሆናል።

በዚህ ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አስርት ዓመታት መጀመሪያ ላይ በነጠላ-ተለዋዋጭ ሞድ 1064nm ሌዘር ላይ ከፍተኛ የኃይል መጨመር እና እንዲሁም በሚታዩ እና በአልትራቫዮሌት የሞገድ ርዝመቶች ውስጥ የሚሠሩ የፍሪኩዌንሲ ቅየራ ሌዘር እያየን ነበር። የNd: YAG እና Nd: YVO4 የረዥም ጊዜ የላይኛው ኢነርጂ ከተሰጠው በኋላ፣ እነዚህ DPSSL Q-Switched Operations ከፍተኛ የልብ ምት ሃይል እና ከፍተኛ ሃይል ይሰጣሉ፣ ይህም ለአብላቲቭ ቁስ ማቀነባበሪያ እና ለከፍተኛ ትክክለኛነት የማይክሮሜሽን አፕሊኬሽኖች ምቹ ያደርጋቸዋል።