Profesjonalna wiedza

Laser półprzewodnikowy dużej mocy

2021-12-13
Laser półprzewodnikowyma zalety niewielkich rozmiarów, lekkości, wysokiej wydajności konwersji elektrooptycznej, wysokiej niezawodności i długiej żywotności. Ma ważne zastosowania w przetwórstwie przemysłowym, biomedycynie i obronie narodowej. W 1962 roku amerykańscy naukowcy z powodzeniem opracowali laser półprzewodnikowy z wtryskiem o jednorodnej strukturze pierwszej generacji GaAs. W 1963 r. Alferow i inni z Instytutu Fizyki im. Jofei byłej Radzieckiej Akademii Nauk ogłosili pomyślny rozwój lasera półprzewodnikowego z podwójnym heterozłączem. Po latach osiemdziesiątych, w związku z wprowadzeniem teorii inżynierii pasmowej energii, jednocześnie pojawiły się nowe procesy wzrostu kryształów epitaksjalnych [takich jak epitaksja z wiązek molekularnych (MBE) i metaloorganiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej (MOCVD) itp.], lasery ze studnią kwantową są na etapie historii, znacznie poprawiając wydajność urządzenia i osiągając wysoką moc wyjściową.
Lasery półprzewodnikowe dużej mocy dzielą się głównie na dwie struktury: pojedynczą rurkę i pasek prętowy. Pojedyncza konstrukcja rurkowa przyjmuje głównie konstrukcję szerokiego paska i dużej wnęki optycznej oraz zwiększa obszar wzmocnienia, aby osiągnąć wysoką moc wyjściową i zmniejszyć katastrofalne uszkodzenia powierzchni wnęki; Struktura paska prętowego Jest to równoległy liniowy układ wielu laserów jednorurowych, wiele laserów działa w tym samym czasie, a następnie łączy wiązki i inne środki, aby uzyskać moc wyjściową lasera o dużej mocy. Oryginalne lasery półprzewodnikowe dużej mocy są używane głównie do pompowania laserów półprzewodnikowych i laserów światłowodowych o paśmie 808 nm. I 980 nm. Z dojrzałością pasma bliskiej podczerwienilaser półprzewodnikowy dużej mocytechnologii jednostkowej i redukcji kosztów, wydajność laserów na ciele stałym i opartych na nich laserów światłowodowych jest stale ulepszana. Moc wyjściowa jednorurowej fali ciągłej (CW) 8,1 W dekady osiągnęła poziom 29,5 W, moc wyjściowa słupka CW osiągnęła poziom 1010 W, a moc wyjściowa impulsu osiągnęła poziom 2800 W, co bardzo sprzyjało proces zastosowania technologii laserowej w dziedzinie obróbki. Koszt laserów półprzewodnikowych jako źródła pompy stanowi 1/3 ~ 1/2 całkowitego kosztu lasera na ciele stałym, co stanowi 1/2 ~ 2/3 laserów światłowodowych. Dlatego szybki rozwój laserów światłowodowych i laserów całkowicie stałych przyczynił się do opracowania laserów półprzewodnikowych dużej mocy.
Wraz z ciągłym doskonaleniem wydajności laserów półprzewodnikowych i nieustanną redukcją kosztów zakres ich zastosowań staje się coraz szerszy. Jak uzyskać lasery półprzewodnikowe o dużej mocy, zawsze był awangardą i gorącym punktem badań. Aby uzyskać półprzewodnikowe chipy laserowe o dużej mocy, należy zacząć od Rozważane są trzy aspekty materiału, struktury i ochrony powierzchni wnęki:
1) Technologia materiałowa. Może zacząć się od dwóch aspektów: zwiększenia przyrostu i zapobiegania utlenianiu. Odpowiednie technologie obejmują technologię naprężonych studni kwantowych i technologię studni kwantowych bez aluminium. 2) Technologia konstrukcyjna. Aby zapobiec wypalaniu się chipa przy dużej mocy wyjściowej, zwykle stosuje się asymetryczną technologię Waveguide i technologię szerokiej fali z dużą wnęką optyczną. 3) Technologia ochrony powierzchni wnęki. Aby zapobiec katastrofalnym uszkodzeniom zwierciadeł optycznych (COMD), główne technologie obejmują technologię niechłonnej powierzchni wnęki, technologię pasywacji powierzchni wnęki i technologię powlekania. Z różnymi gałęziami przemysłu Rozwój diod laserowych, stosowanych jako źródło pomp lub stosowanych bezpośrednio, postawił kolejne wymagania dotyczące półprzewodnikowych laserowych źródeł światła. W przypadku większego zapotrzebowania na moc, w celu utrzymania wysokiej jakości wiązki należy wykonać kombinację wiązki laserowej. Kombinacja wiązek lasera półprzewodnikowego Technologia wiązki obejmuje głównie: konwencjonalne łączenie wiązek (TBC), technologię łączenia gęstych długości fal (DWDM), technologię łączenia widmowego (SBC), technologię łączenia koherentnej wiązki (CBC) itp.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept