Cunoștințe profesionale

Laser semiconductor de mare putere

2021-12-13
Laser semiconductorare avantajele dimensiunilor mici, greutății ușoare, eficienței ridicate de conversie electro-optică, fiabilității ridicate și duratei de viață lungi. Are aplicații importante în domeniile prelucrării industriale, biomedicinei și apărării naționale. În 1962, oamenii de știință americani au dezvoltat cu succes primul laser semiconductor cu injecție cu structură omogenă GaAs de generație. În 1963, Alferov și alții de la Institutul de Fizică Yofei din fosta Academie Sovietică de Științe au anunțat dezvoltarea cu succes a unui laser semiconductor cu heterojoncție dublă. După anii 1980, datorită introducerii teoriei ingineriei benzilor de energie, în același timp, apariția unor noi procese de creștere a materialului epitaxial cristalin [cum ar fi epitaxia fasciculului molecular (MBE) și depunerea de vapori chimici organici metal (MOCVD) etc.], laserele cu puțuri cuantice sunt pe scena istoriei, îmbunătățind considerabil performanța dispozitivului și obținând putere mare.
Laserele semiconductoare de mare putere sunt împărțite în principal în două structuri: un singur tub și bandă de bare. Structura cu un singur tub adoptă în mare parte designul unei benzi largi și al unei cavități optice mari și crește zona de câștig pentru a obține o putere mare de ieșire și pentru a reduce deteriorarea catastrofală a suprafeței cavității; Structura benzii de bară Este o matrice liniară paralelă de mai multe lasere cu un singur tub, mai multe lasere funcționează în același timp și apoi combină fascicule și alte mijloace pentru a obține o ieșire laser de mare putere. Laserele semiconductoare originale de mare putere sunt utilizate în principal pentru pomparea laserelor cu stare solidă și laserelor cu fibră, cu o bandă de undă de 808 nm. Și 980 nm. Odată cu maturitatea benzii de infraroșu apropiatlaser semiconductor de mare puteretehnologia unitară și reducerea costurilor, performanța laserelor cu stare solidă și a laserelor cu fibră bazate pe acestea a fost îmbunătățită continuu. Puterea de ieșire a undei continue cu un singur tub (CW) 8,1 W ai ​​deceniului a atins nivelul de 29,5 W, puterea de ieșire a barei CW a atins nivelul de 1010 W, iar puterea de ieșire a impulsului a atins nivelul de 2800 W, ceea ce a promovat foarte mult procesul de aplicare a tehnologiei laser în domeniul prelucrării. Costul laserelor semiconductoare ca sursă de pompă reprezintă 1/3 ~ 1/2 din costul total al laserului solid, ceea ce reprezintă 1/2 ~ 2/3 din laserele cu fibră. Prin urmare, dezvoltarea rapidă a laserelor cu fibră și a laserelor cu stare solidă a contribuit la dezvoltarea laserelor semiconductoare de mare putere.
Odată cu îmbunătățirea continuă a performanței laserelor cu semiconductor și reducerea continuă a costurilor, gama sa de aplicații a devenit din ce în ce mai largă. Cum să se obțină lasere semiconductoare de mare putere a fost întotdeauna în prim-plan și punct fierbinte al cercetării. Pentru a obține cipuri laser semiconductoare de mare putere, este necesar să începem de la Cele trei aspecte ale protecției materialului, structurii și suprafeței cavității sunt luate în considerare:
1) Tehnologia materialelor. Poate începe de la două aspecte: creșterea câștigului și prevenirea oxidării. Tehnologiile corespunzătoare includ tehnologia puțurilor cuantice tensionate și tehnologia puțurilor cuantice fără aluminiu. 2) Tehnologia structurală. Pentru a preveni arderea cipul la o putere mare de ieșire, tehnologia asimetrică este de obicei utilizată cu ghid de undă și tehnologia cu ghid de undă larg cu cavitate optică mare. 3) Tehnologia de protecție a suprafeței cavității. Pentru a preveni deteriorarea catastrofală a oglinzii optice (COMD), principalele tehnologii includ tehnologia suprafeței cavității neabsorbante, tehnologia de pasivizare a suprafeței cavității și tehnologia de acoperire. Cu diverse industrii Dezvoltarea diodelor laser, indiferent dacă sunt utilizate ca sursă de pompă sau aplicate direct, a ridicat cerințe suplimentare pentru sursele de lumină laser cu semiconductor. În cazul cerințelor de putere mai mari, pentru a menține o calitate ridicată a fasciculului, trebuie efectuată combinarea fasciculului laser. Combinația fasciculului laser cu semiconductor Tehnologia fasciculului include în principal: combinarea fasciculului convențional (TBC), tehnologia combinarea lungimii de undă densă (DWDM), tehnologia combinarea spectrală (SBC), tehnologia combinarea fasciculului coerent (CBC) etc.
X
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