Кәсіби білім

Жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазер

2021-12-13
Жартылай өткізгішті лазершағын өлшемді, жеңіл салмақты, жоғары электро-оптикалық түрлендіру тиімділігін, жоғары сенімділікті және ұзақ қызмет етуді артықшылықтары бар. Ол өнеркәсіптік өңдеу, биомедицина және ұлттық қорғаныс салаларында маңызды қолданбаларға ие. 1962 жылы американдық ғалымдар бірінші буын GaAs біртекті құрылымды инъекциялық жартылай өткізгіш лазерін сәтті жасады. 1963 жылы бұрынғы Кеңес Одағының Ғылым академиясының Йофей физика институтының басқалары Алферов және басқалары қос гетерекоммуникациялық жартылай өткізгіш лазердің сәтті жасалғанын хабарлады. 1980 жылдардан кейін энергетикалық диапазонның инженерлік теориясының енгізілуіне байланысты бір мезгілде жаңа кристалды эпитаксиалды материалдың өсу процестерінің пайда болуы [мысалы, молекулярлық сәуле эпитаксисі (МБЭ) және металл органикалық химиялық булардың тұндыру (MOCVD) және т.б.], кванттық ұңғыманың лазерлері тарих сахнасында, құрылғының жұмысын айтарлықтай жақсартады және жоғары қуат шығаруға қол жеткізеді.
Жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлер негізінен екі құрылымға бөлінеді: бір түтік және жолақ жолағы. Жалғыз түтік құрылымы негізінен кең жолақ пен үлкен оптикалық қуыстың дизайнын қабылдайды және жоғары қуат шығысына қол жеткізу және қуыс бетінің апатты зақымдануын азайту үшін күшейту аймағын арттырады; Штангалық жолақ құрылымы Бұл бірнеше бір түтікті лазерлердің параллель сызықты массиві, бірнеше лазерлер бір уақытта жұмыс істейді, содан кейін жоғары қуатты лазер шығысына қол жеткізу үшін сәулелер мен басқа құралдарды біріктіреді. Түпнұсқа жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлер негізінен 808нм толқын диапазоны бар қатты күйдегі лазерлерді және талшықты лазерлерді айдау үшін қолданылады. Және 980нм. Жақын инфрақызыл жолақтың жетілуіменжоғары қуатты жартылай өткізгіш лазербірлік технологиясы және құнын төмендету, толық қатты күйдегі лазерлердің және олардың негізіндегі талшықты лазерлердің өнімділігі үнемі жетілдірілуде. Бір құбырлы үздіксіз толқынның (CW) шығыс қуаты онжылдықтың 8,1 Вт 29,5 Вт деңгейіне жетті, бар CW шығыс қуаты 1010 Вт деңгейіне жетті, ал импульстік шығыс қуаты 2800 Вт деңгейіне жетті, бұл үлкен ықпал етті. өңдеу саласында лазерлік технологияны қолдану процесі. Сорғы көзі ретінде жартылай өткізгіш лазерлердің құны жалпы қатты күйдегі лазердің 1/3~1/2 бөлігін құрайды, бұл талшықты лазерлердің 1/2~2/3 бөлігін құрайды. Сондықтан талшықты лазерлердің және барлық қатты денелі лазерлердің қарқынды дамуы жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердің дамуына ықпал етті.
Жартылай өткізгішті лазерлердің өнімділігін үздіксіз жақсарту және шығындарды үнемі азайту арқылы оның қолдану аясы кеңейді және кеңейді. Жоғары қуатты жартылай өткізгішті лазерлерге қалай қол жеткізуге болатыны әрқашан зерттеулердің алдыңғы қатарында және ыстық нүктесі болды. Жоғары қуатты жартылай өткізгішті лазерлік чиптерге қол жеткізу үшін материалды, құрылымды және қуысты қорғаудың үш аспектісін қарастырған жөн:
1) Материалдық технология. Ол екі аспектіден басталуы мүмкін: пайданы арттыру және тотығудың алдын алу. Сәйкес технологияларға кернеулі кванттық ұңғыма технологиясы және алюминийсіз кванттық ұңғыма технологиясы кіреді. 2) Құрылымдық технология. Чиптің жоғары шығыс қуатында жанып кетуіне жол бермеу үшін әдетте асимметриялы Waveguide технологиясы және кең толқын өткізгіш үлкен оптикалық қуыс технологиясы қолданылады. 3) Қуыс бетін қорғау технологиясы. Оптикалық айнаның апатты зақымдалуын (COMD) болдырмау үшін негізгі технологияларға қуыс бетін сіңірмейтін технология, қуыс бетін пассивациялау технологиясы және жабу технологиясы жатады. Әртүрлі салалармен Лазерлік диодтардың дамуы, сорғы көзі ретінде немесе тікелей қолданылатын болса да, жартылай өткізгіш лазерлік жарық көздеріне қосымша талаптар қойды. Жоғары қуат талаптары болған жағдайда сәуленің жоғары сапасын сақтау үшін лазер сәулесінің комбинациясын орындау қажет. Жартылай өткізгішті лазер сәулесінің комбинациясы Beam технологиясы негізінен мыналарды қамтиды: кәдімгі сәулелерді біріктіру (TBC), тығыз толқын ұзындығын біріктіру (DWDM) технологиясы, спектралды біріктіру (SBC) технологиясы, когерентті сәулелерді біріктіру (CBC) технологиясы және т.б.
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