المعرفة المهنية

ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة

2021-12-13 - اترك لي رسالة
ليزر أشباه الموصلاتيتميز بمزايا الحجم الصغير والوزن الخفيف وكفاءة التحويل الكهروضوئية العالية والموثوقية العالية والعمر الطويل. لها تطبيقات مهمة في مجالات المعالجة الصناعية والطب الحيوي والدفاع الوطني. في عام 1962 ، نجح العلماء الأمريكيون في تطوير أول جيل من ليزر أشباه الموصلات وحقن بنية متجانسة. في عام 1963 ، أعلن ألفيروف وآخرون من معهد يوفي للفيزياء التابع لأكاديمية العلوم السوفيتية السابقة عن تطوير ناجح لليزر أشباه الموصلات المزدوجة غير المتجانسة. بعد الثمانينيات ، نظرًا لإدخال نظرية هندسة نطاق الطاقة ، في نفس الوقت ظهور عمليات نمو المواد البلورية الفوقية الجديدة [مثل شعاع الحزمة الجزيئية (MBE) وترسب البخار الكيميائي العضوي المعدني (MOCVD) ، وما إلى ذلك] ، ليزر الآبار الكمومية في مرحلة التاريخ ، مما أدى إلى تحسين أداء الجهاز بشكل كبير وتحقيق خرج طاقة عالي.
تنقسم ليزرات أشباه الموصلات عالية الطاقة بشكل أساسي إلى هيكلين: أنبوب واحد وشريط شريطي. يعتمد هيكل الأنبوب الفردي في الغالب على تصميم شريط عريض وتجويف بصري كبير ، ويزيد من مساحة الكسب لتحقيق خرج طاقة عالي وتقليل الضرر الكارثي لسطح التجويف ؛ هيكل الشريط الشريطي عبارة عن مجموعة خطية متوازية من عدة ليزر أحادي الأنبوب ، تعمل عدة ليزر في نفس الوقت ، ثم تجمع الحزم والوسائل الأخرى لتحقيق خرج ليزر عالي الطاقة. تُستخدم ليزرات أشباه الموصلات الأصلية عالية الطاقة بشكل أساسي في ضخ ليزرات الحالة الصلبة وليزر الألياف ، بنطاق موجي يبلغ 808 نانومتر. و 980 نانومتر. مع نضج النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراءليزر أشباه الموصلات عالي الطاقةوحدة التكنولوجيا وخفض التكلفة ، تم تحسين أداء ليزر الحالة الصلبة بالكامل وألياف الليزر القائمة عليها بشكل مستمر. طاقة الخرج للموجة المستمرة أحادية الأنبوب (CW) وصلت 8.1W من العقد إلى مستوى 29.5W ، ووصلت طاقة خرج شريط CW إلى مستوى 1010W ، ووصلت طاقة خرج النبض إلى مستوى 2800W ، مما أدى إلى تعزيز كبير عملية تطبيق تقنية الليزر في مجال المعالجة. تمثل تكلفة ليزر أشباه الموصلات كمصدر للمضخة إجمالي ليزر الحالة الصلبة 1/3 ~ 1/2 من التكلفة ، والتي تمثل 1/2 ~ 2/3 من ليزر الألياف. لذلك ، ساهم التطور السريع لليزر الليفي وجميع أنواع الليزرات الصلبة في تطوير ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة.
مع التحسين المستمر لأداء ليزر أشباه الموصلات والتقليل المستمر للتكاليف ، أصبح نطاق تطبيقه أوسع وأوسع. لطالما كانت كيفية تحقيق ليزر أشباه الموصلات عالي الطاقة في طليعة ونقطة ساخنة في البحث. لتحقيق رقائق ليزر أشباه الموصلات عالية الطاقة ، من الضروري البدء من الجوانب الثلاثة لحماية المواد والهيكل وسطح التجويف:
1) تكنولوجيا المواد. يمكن أن يبدأ من جانبين: زيادة الكسب ومنع الأكسدة. تشمل التقنيات المقابلة تكنولوجيا الآبار الكمومية المجهدة وتكنولوجيا الآبار الكمومية الخالية من الألمنيوم. 2) التكنولوجيا الإنشائية. من أجل منع الشريحة من الاحتراق بقدرة خرج عالية ، عادةً ما يتم استخدام تقنية الدليل الموجي غير المتماثل وتقنية التجويف البصري الكبير الدليل الموجي الواسع. 3) تكنولوجيا حماية سطح التجويف. من أجل منع تلف المرآة البصرية الكارثي (COMD) ، تشمل التقنيات الرئيسية تكنولوجيا سطح التجويف غير الماص ، وتكنولوجيا تخميل سطح التجويف وتكنولوجيا الطلاء. مع مختلف الصناعات ، أدى تطوير صمامات الليزر الثنائية ، سواء كانت تستخدم كمصدر للمضخة أو يتم تطبيقها بشكل مباشر ، إلى زيادة الطلب على مصادر ضوء الليزر شبه الموصلة. في حالة متطلبات الطاقة العالية ، من أجل الحفاظ على جودة شعاع عالية ، يجب إجراء مجموعة شعاع الليزر. مزيج شعاع ليزر أشباه الموصلات تتضمن تقنية الشعاع بشكل أساسي: دمج الشعاع التقليدي (TBC) ، تقنية الجمع بين الطول الموجي الكثيف (DWDM) ، تقنية الجمع الطيفي (SBC) ، تقنية دمج الحزمة المتماسكة (CBC) ، إلخ.

إرسال استفسار


X
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنقدم لك تجربة تصفح أفضل، وتحليل حركة مرور الموقع، وتخصيص المحتوى. باستخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط. سياسة الخصوصية
يرفض يقبل