Profesjonell kunnskap

Halvlederlaser med høy effekt

2021-12-13
Halvleder laserhar fordelene med liten størrelse, lav vekt, høy elektro-optisk konverteringseffektivitet, høy pålitelighet og lang levetid. Den har viktige anvendelser innen industriell prosessering, biomedisin og nasjonalt forsvar. I 1962 utviklet amerikanske forskere med suksess den første generasjon GaAs injeksjons-halvlederlaser med homogen struktur. I 1963 kunngjorde Alferov og andre fra Yofei Institute of Physics ved det tidligere sovjetiske vitenskapsakademiet den vellykkede utviklingen av en dobbel heterojunction-halvlederlaser. Etter 1980-tallet, på grunn av introduksjonen av energibåndteknikkteori, samtidig fremveksten av nye krystallepitaksiale materialvekstprosesser [som molekylær stråleepitaksi (MBE) og metallorganisk kjemisk dampavsetning (MOCVD), etc.], Kvantebrønnlasere er på historiens scene, noe som forbedrer enhetens ytelse betydelig og oppnår høy effekt.
Halvlederlasere med høy effekt er hovedsakelig delt inn i to strukturer: enkeltrør og stangstrimmel. Enkeltrørstrukturen vedtar for det meste utformingen av bred stripe og stort optisk hulrom, og øker forsterkningsområdet for å oppnå høy effekt og redusere den katastrofale skaden på hulromsoverflaten; Bar strip struktur Det er en parallell lineær rekke av flere enkeltrørslasere, flere lasere fungerer samtidig, og kombinerer deretter stråler og andre midler for å oppnå høyeffekts laserutgang. De originale høyeffekt halvlederlaserne brukes hovedsakelig til å pumpe solid state lasere og fiberlasere, med et bølgebånd på 808nm. Og 980nm. Med modenhet av nær-infrarødt båndhøyeffekts halvlederlaserenhetsteknologi og kostnadsreduksjon, ytelsen til all-solid-state lasere og fiberlasere basert på dem har blitt kontinuerlig forbedret. Utgangseffekten til enkeltrørs kontinuerlig bølge (CW) Tiårets 8.1W nådde nivået 29.5W, bar CW-utgangseffekten nådde nivået 1010W, og pulsutgangseffekten nådde nivået 2800W, noe som i stor grad fremmet applikasjonsprosessen for laserteknologi i prosessfeltet. Kostnaden for halvlederlasere som pumpekilde står for den totale solid-state laseren 1/3~1/2 av kostnadene, som utgjør 1/2~2/3 av fiberlaserne. Derfor har den raske utviklingen av fiberlasere og hel-solid-state lasere bidratt til utviklingen av høyeffekts halvlederlasere.
Med den kontinuerlige forbedringen av ytelsen til halvlederlasere og den kontinuerlige kostnadsreduksjonen, har applikasjonsområdet blitt bredere og bredere. Hvordan oppnå høyeffekts halvlederlasere har alltid vært i forkant og hotspot for forskning. For å oppnå høyeffekt halvlederlaserbrikker er det nødvendig å starte fra De tre aspektene av materiale, struktur og beskyttelse av hulromsoverflate vurderes:
1) Materialteknologi. Det kan starte fra to aspekter: øke gevinsten og forhindre oksidasjon. Tilsvarende teknologier inkluderer anstrengt kvantebrønnteknologi og aluminiumfri kvantebrønnteknologi. 2) Strukturell teknologi. For å forhindre at brikken brenner ut ved høy utgangseffekt, brukes vanligvis asymmetrisk Waveguide-teknologi og wide waveguide large optical cavity-teknologi. 3) Beskyttelsesteknologi for hulromsoverflate. For å forhindre katastrofal optisk speilskade (COMD), inkluderer hovedteknologiene ikke-absorberende hulromsoverflateteknologi, hulromsoverflatepassiveringsteknologi og beleggingsteknologi. Med ulike bransjer Utviklingen av laserdioder, enten de brukes som pumpekilde eller direkte brukt, har stilt ytterligere krav til halvlederlaserlyskilder. Ved høyere effektkrav, for å opprettholde høy strålekvalitet, må laserstrålekombinasjon utføres. Halvleder laserstrålekombinasjon Beam-teknologi inkluderer hovedsakelig: konvensjonell strålekombinering (TBC), tett bølgelengdekombinering (DWDM) teknologi, spektral kombinering (SBC) teknologi, koherent strålekombinering (CBC) teknologi, 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