ʻIke holoʻokoʻa o ka hoʻomohala ʻana o ka laser semiconductor mana kiʻekiʻe ʻāpana mua

ʻIkepili o ka mana kiʻekiʻelaser semiconductorka hoʻomohala ʻāpana ʻekahi

I ka hoʻomau ʻana o ka hoʻomaikaʻi ʻana o ka pono a me ka mana, nā diode laser (mea hoʻokele diode laser) e hoʻomau i ka pani ʻana i nā ʻenehana kuʻuna, no laila e hoʻololi ana i ke ʻano o ka hana ʻana o nā mea a hiki ai ke hoʻomohala i nā mea hou. Ua kaupalena ʻia hoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i nā hoʻomaikaʻi koʻikoʻi i nā lasers semiconductor mana kiʻekiʻe. Ua hōʻike mua ʻia ka hoʻololi ʻana o nā electrons i nā lasers ma o nā semiconductors i ka makahiki 1962, a ua ukali ʻia nā ʻano holomua like ʻole i hoʻokele i nā holomua nui i ka hoʻololi ʻana o nā electrons i nā lasers huahua kiʻekiʻe. Ua kākoʻo kēia mau holomua i nā noi koʻikoʻi mai ka mālama ʻana i nā mea a hiki i ka pūnaewele optical i kahi ākea o nā kahua ʻoihana.

Hōʻike ka loiloi o kēia mau holomua a me ko lākou holomua hōʻuluʻulu i ka hiki ke loaʻa ka hopena nui aʻe a ākea hoʻi ma nā wahi he nui o ka hoʻokele waiwai. ʻOiaʻiʻo, me ka hoʻomaikaʻi mau ʻana o nā lasers semiconductor mana kiʻekiʻe, e hoʻolalelale kāna kahua noi i ka hoʻonui ʻana, a e loaʻa ka hopena nui i ka ulu ʻana o ka hoʻokele waiwai.

Kiʻi 1: Hoʻohālikelike o ka luminance a me ke kānāwai o Moore o nā lasers semiconductor mana kiʻekiʻe

Nā lasers paʻa-mokuʻāina i hoʻopili ʻia e ka diode a menā lasers fiber

ʻO ka holomua ʻana i nā lasers semiconductor mana kiʻekiʻe ua alakaʻi pū i ka hoʻomohala ʻana o ka ʻenehana laser downstream, kahi e hoʻohana pinepine ʻia ai nā lasers semiconductor e hoʻonāukiuki (pump) i nā kristal doped (diode-pumped solid-state lasers) a i ʻole nā ​​​​​​fiber doped (fiber lasers).

ʻOiai ʻo nā lasers semiconductor e hāʻawi i ka ikehu laser kūpono, liʻiliʻi, a haʻahaʻa ke kumu kūʻai, he ʻelua ko lākou mau palena koʻikoʻi: ʻaʻole lākou e mālama i ka ikehu a ua kaupalena ʻia ko lākou mālamalama. ʻO ke kumu, pono nā noi he nui i ʻelua mau lasers pono; Hoʻohana ʻia kekahi e hoʻololi i ka uila i kahi hoʻokuʻu laser, a hoʻohana ʻia kekahi e hoʻonui i ka mālamalama o kēlā hoʻokuʻu.

Nā kukuna kūlana paʻa i hoʻopili ʻia e ka diode.
I ka hopena o nā makahiki 1980, ua hoʻomaka ka hoʻohana ʻana i nā lasers semiconductor e pamu i nā lasers solid-state e loaʻa ka hoihoi nui i ke kālepa. Hoʻemi nui nā lasers solid-state diode-pumped (DPSSL) i ka nui a me ka paʻakikī o nā ʻōnaehana hoʻokele thermal (ʻo ia hoʻi nā mea hoʻoluʻu pōʻaiapuni) a me nā modules loaʻa, ka mea i hoʻohana mau i nā kukui arc e pamu i nā kristal laser solid-state.

Ua koho ʻia ka nalu o ka laser semiconductor ma muli o ka hoʻopili ʻana o nā ʻano omo spectral me ka gain medium o ka laser solid-state, hiki ke hoʻemi nui i ka ukana thermal i hoʻohālikelike ʻia me ka wideband emission spectrum o ke kukui arc. Ke noʻonoʻo nei i ka kaulana o nā lasers neodymium-doped e hoʻopuka ana i ka nalu 1064nm, ua lilo ka laser semiconductor 808nm i huahana huahua loa i ka hana laser semiconductor no nā makahiki he 20 a ʻoi.

Ua hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ka pono o ka pumping diode o ka lua o ka hanauna ma muli o ka hoʻonui ʻia ʻana o ka mālamalama o nā lasers semiconductor multi-mode a me ka hiki ke hoʻopaʻa i nā linewidths hoʻokuʻu haiki me ka hoʻohana ʻana i nā gratings Bragg nui (VBGS) i waena o nā makahiki 2000. ʻO nā ʻano absorption spectral nāwaliwali a haiki o kahi o 880nm ua hoʻāla i ka hoihoi nui i nā diodes pump ʻālohilohi kiʻekiʻe paʻa. ʻO kēia mau lasers hana kiʻekiʻe e hiki ai ke pump neodymium pololei ma ka pae laser kiʻekiʻe o 4F3/2, e hōʻemi ana i nā hemahema quantum a pēlā e hoʻomaikaʻi ai i ka unuhi ʻano kumu ma ka mana awelika kiʻekiʻe, kahi e kaupalena ʻia e nā aniani wela.

I ka hoʻomaka ʻana o ka ʻumi makahiki ʻelua o kēia kenekulia, ua ʻike mākou i ka piʻi nui ʻana o ka mana i nā lasers 1064nm mode transverse hoʻokahi, a me kā lākou mau lasers hoʻololi alapine e hana ana i nā nalu ʻike ʻia a me nā ultraviolet. Hāʻawi ʻia i ke ola ikehu kiʻekiʻe lōʻihi o Nd: YAG a me Nd: YVO4, hāʻawi kēia mau hana DPSSL Q-switched i ka ikehu pulse kiʻekiʻe a me ka mana kiʻekiʻe, e lilo ana iā lākou i mea kūpono no ka hana ʻana i nā mea ablative a me nā noi micromachining kiʻekiʻe.