ภาพรวมของการพัฒนาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานสูงส่วนที่สอง

ภาพรวมของพลังงานสูงเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์การพัฒนาส่วนที่สอง

เลเซอร์ไฟเบอร์.
เลเซอร์ไฟเบอร์เป็นวิธีที่ประหยัดต้นทุนในการแปลงความสว่างของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานสูง แม้ว่าออพติกมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นสามารถแปลงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ค่อนข้างต่ำต้อยให้กลายเป็นสิ่งที่สว่างกว่า แต่สิ่งนี้มาจากค่าใช้จ่ายของความกว้างสเปกตรัมที่เพิ่มขึ้นและความซับซ้อนของแสง เลเซอร์ไฟเบอร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแปลงความสว่าง

เส้นใยแบบปิดสองชั้นนำมาใช้ในปี 1990 โดยใช้แกนกลางโหมดเดียวที่ล้อมรอบด้วยการหุ้มแบบมัลติโหมดสามารถแนะนำเลเซอร์ปั๊มเซมิคอนดักเตอร์แบบมัลติคอนดักเตอร์แบบหลายโหมดที่สูงกว่า สำหรับเส้นใย Ytterbium-doped (YB) ปั๊มจะกระตุ้นแถบการดูดกลืนกว้างที่อยู่ตรงกลางที่ 915nm หรือแถบการดูดซับที่แคบลงใกล้ 976nm เมื่อความยาวคลื่นปั๊มเข้าใกล้ความยาวคลื่น lasing ของเลเซอร์ไฟเบอร์การขาดควอนตัมที่เรียกว่าจะลดลงเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดและลดปริมาณความร้อนของเสียที่ต้องกระจายไป

เลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตตแบบไดโอดพึ่งทั้งคู่พึ่งพาการเพิ่มความสว่างของเลเซอร์ไดโอด- โดยทั่วไปเมื่อความสว่างของเลเซอร์ไดโอดยังคงดีขึ้นพลังของเลเซอร์ที่ปั๊มก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การปรับปรุงความสว่างของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะส่งเสริมการแปลงความสว่างที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ดังที่เราคาดไว้ความสว่างเชิงพื้นที่และสเปกตรัมจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับระบบในอนาคตที่จะช่วยให้การสูบฉีดควอนตัมขาดควอนตัมต่ำสำหรับคุณสมบัติการดูดซับแคบ ๆ ในเลเซอร์โซลิดสเตตรวมถึงแผนการใช้ความยาวคลื่นที่มีความยาวคลื่นหนาแน่น

รูปที่ 2: เพิ่มความสว่างของพลังงานสูงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อนุญาตให้มีการขยายแอปพลิเคชัน

ตลาดและแอปพลิเคชัน

ความก้าวหน้าในเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานสูงทำให้แอปพลิเคชันที่สำคัญมากมายเป็นไปได้ เนื่องจากค่าใช้จ่ายต่อความสว่างวัตต์ของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานสูงได้ลดลงแบบทวีคูณเลเซอร์เหล่านี้ทั้งคู่แทนที่เทคโนโลยีเก่าและเปิดใช้งานหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ใหม่

ด้วยค่าใช้จ่ายและประสิทธิภาพการปรับปรุงมากกว่า 10 เท่าทุกทศวรรษเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานสูงได้ทำให้ตลาดหยุดชะงักในรูปแบบที่ไม่คาดคิด ในขณะที่มันยากที่จะทำนายแอปพลิเคชันในอนาคตด้วยความแม่นยำ แต่ก็เป็นคำแนะนำที่จะมองย้อนกลับไปในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมาเพื่อจินตนาการถึงความเป็นไปได้ของทศวรรษหน้า (ดูรูปที่ 2)

เมื่อฮอลล์แสดงให้เห็นถึงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เมื่อกว่า 50 ปีที่แล้วเขาได้เปิดตัวการปฏิวัติทางเทคโนโลยี เช่นเดียวกับกฎของมัวร์ไม่มีใครสามารถคาดการณ์ความสำเร็จที่ยอดเยี่ยมของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีกำลังสูงซึ่งตามด้วยนวัตกรรมที่หลากหลาย

อนาคตของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์
ไม่มีกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ที่ควบคุมการปรับปรุงเหล่านี้ แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องมีแนวโน้มที่จะรักษาการพัฒนาแบบทวีคูณนี้ในความงดงาม เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จะยังคงเปลี่ยนเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมต่อไปและจะเปลี่ยนวิธีการทำสิ่งต่าง ๆ ต่อไป ที่สำคัญกว่าสำหรับการเติบโตทางเศรษฐกิจเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้พลังงานสูงจะเปลี่ยนสิ่งที่สามารถทำได้