סקירה כללית של פיתוח לייזר מוליכים למחצה בהספק גבוה חלק שני

סקירה כללית של הספק גבוהלייזר מוליכים למחצהפיתוח חלק שני

לייזר סיבים.
לייזרים סיבים מספקים דרך חסכונית להמיר את הבהירות של לייזרים מוליכים למחצה בהספק גבוה. למרות שאופטיקת ריבוי אורכי גל יכולה להמיר לייזרים מוליכים למחצה בעלי בהירות נמוכה יחסית לאלה בהירים יותר, הדבר בא במחיר של רוחב ספקטרלי מוגבר ומורכבות פוטו-מכאנית. לייזרים סיבים הוכחו כיעילים במיוחד בהמרת בהירות.

סיבים בחיפוי כפול שהוצגו בשנות ה-90, באמצעות ליבה חד-מודית מוקפת בחיפוי רב-מוד, יכולים למעשה להכניס לסיב לייזרים מוליכים-למחצה בעלי הספק גבוה יותר ובעלות נמוכה יותר, וליצור דרך חסכונית יותר להמרת לייזרים מוליכים-למחצה בעלי הספק גבוה. לתוך מקורות אור בהירים יותר. עבור סיבי איטרביום (Yb), המשאבה מעוררת פס ספיגה רחב שמרכזו 915nm, או פס ספיגה צר יותר ליד 976nm. ככל שאורך הגל השאיבה מתקרב לאורך הגל הלייזר של לייזר הסיבים, מה שנקרא הגירעון הקוונטי מצטמצם, מה שממקסם את היעילות וממזער את כמות הפסולת החום שיש לפזר.

לייזרים סיביםולייזרים במצב מוצק שאובים דיודה שניהם מסתמכים על העלייה בבהירות שללייזר דיודה. באופן כללי, ככל שהבהירות של לייזרים דיודות ממשיכה להשתפר, גם הכוח של הלייזרים שהם שואבים עולה. שיפור הבהירות של לייזרים מוליכים למחצה נוטה לקדם המרת בהירות יעילה יותר.

כפי שאנו מצפים, בהירות מרחבית וספקטרלית תהיה הכרחית עבור מערכות עתידיות שיאפשרו שאיבה של גירעון קוונטי נמוך עבור תכונות ספיגה צרות בלייזרים במצב מוצק, כמו גם תוכניות שימוש חוזר באורך גל צפוף עבור יישומי לייזר מוליכים למחצה ישירים.

איור 2: בהירות מוגברת של הספק גבוהלייזרים מוליכים למחצהמאפשר הרחבת יישומים

שוק ויישום

ההתקדמות בלייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה אפשרו יישומים חשובים רבים. מכיוון שהעלות לוואט בהירות של לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה הופחתה באופן אקספוננציאלי, לייזרים אלה גם מחליפים טכנולוגיות ישנות וגם מאפשרים קטגוריות מוצרים חדשות.

עם עלות וביצועים המשתפרים יותר מפי 10 בכל עשור, לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה שיבשו את השוק בדרכים בלתי צפויות. למרות שקשה לחזות יישומים עתידיים בדיוק, זה גם מאלף להסתכל אחורה על שלושת העשורים האחרונים כדי לדמיין את האפשרויות של העשור הבא (ראה איור 2).

כשהול הדגים לייזרים מוליכים למחצה לפני יותר מ-50 שנה, הוא פתח במהפכה טכנולוגית. כמו חוק מור, אף אחד לא יכול היה לחזות את ההישגים המבריקים של לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה שהגיעו בעקבותיהם עם מגוון חידושים שונים.

העתיד של לייזרים מוליכים למחצה
אין חוקים בסיסיים של הפיזיקה השולטים בשיפורים אלה, אך המשך הקידמה הטכנולוגית עשויה לקיים את ההתפתחות האקספוננציאלית הזו בפאר. לייזרים מוליכים למחצה ימשיכו להחליף את הטכנולוגיות המסורתיות וישנו עוד יותר את הדרך שבה דברים מיוצרים. חשוב יותר לצמיחה כלכלית, לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה ישנו גם את מה שניתן לעשות.