Trosolwg o bŵer uchellaser lled-ddargludyddiondatblygiad rhan un
Wrth i effeithlonrwydd a phŵer barhau i wella, deuodau laser (gyrrwr deuodau laser) yn parhau i ddisodli technolegau traddodiadol, a thrwy hynny newid y ffordd y mae pethau'n cael eu gwneud a galluogi datblygiad pethau newydd. Mae dealltwriaeth o'r gwelliannau sylweddol mewn laserau lled-ddargludyddion pŵer uchel hefyd yn gyfyngedig. Dangoswyd trosi electronau yn laserau trwy led-ddargludyddion gyntaf ym 1962, ac mae amrywiaeth eang o ddatblygiadau cyflenwol wedi dilyn sydd wedi sbarduno datblygiadau enfawr wrth drosi electronau yn laserau cynhyrchiant uchel. Mae'r datblygiadau hyn wedi cefnogi cymwysiadau pwysig o storio optegol i rwydweithio optegol i ystod eang o feysydd diwydiannol.
Mae adolygiad o'r datblygiadau hyn a'u cynnydd cronnus yn tynnu sylw at y potensial ar gyfer effaith hyd yn oed yn fwy a mwy treiddiol mewn sawl maes o'r economi. Mewn gwirionedd, gyda gwelliant parhaus laserau lled-ddargludyddion pŵer uchel, bydd ei faes cymhwysiad yn cyflymu'r ehangu, a bydd yn cael effaith ddofn ar dwf economaidd.
Ffigur 1: Cymhariaeth o ddisgleirdeb a chyfraith Moore laserau lled-ddargludyddion pŵer uchel
Laserau cyflwr solid wedi'u pwmpio gan ddeuodau alaserau ffibr
Mae datblygiadau mewn laserau lled-ddargludyddion pŵer uchel hefyd wedi arwain at ddatblygiad technoleg laser i lawr yr afon, lle defnyddir laserau lled-ddargludyddion fel arfer i gyffroi (pwmpio) crisialau wedi'u dopio (laserau cyflwr solid wedi'u pwmpio gan ddeuod) neu ffibrau wedi'u dopio (laserau ffibr).
Er bod laserau lled-ddargludyddion yn darparu ynni laser effeithlon, bach, a chost isel, mae ganddynt hefyd ddau gyfyngiad allweddol: nid ydynt yn storio ynni ac mae eu disgleirdeb yn gyfyngedig. Yn y bôn, mae angen dau laser defnyddiol ar gyfer llawer o gymwysiadau; Defnyddir un i drosi trydan yn allyriad laser, a defnyddir y llall i wella disgleirdeb yr allyriad hwnnw.
Laserau cyflwr solid wedi'u pwmpio gan ddeuod.
Ar ddiwedd y 1980au, dechreuodd defnyddio laserau lled-ddargludyddion i bwmpio laserau cyflwr solid ennill diddordeb masnachol sylweddol. Mae laserau cyflwr solid wedi'u pwmpio gan ddeuodau (DPSSL) yn lleihau maint a chymhlethdod systemau rheoli thermol (oeryddion cylchred yn bennaf) a modiwlau ennill yn sylweddol, sydd yn hanesyddol wedi defnyddio lampau arc i bwmpio crisialau laser cyflwr solid.
Dewisir tonfedd y laser lled-ddargludyddion yn seiliedig ar orgyffwrdd nodweddion amsugno sbectrol â chyfrwng ennill y laser cyflwr solet, a all leihau'r llwyth thermol yn sylweddol o'i gymharu â sbectrwm allyriadau band eang y lamp arc. O ystyried poblogrwydd laserau wedi'u dopio â neodymiwm sy'n allyrru tonfedd o 1064nm, mae'r laser lled-ddargludyddion 808nm wedi dod yn gynnyrch mwyaf cynhyrchiol mewn cynhyrchu laser lled-ddargludyddion ers dros 20 mlynedd.
Gwnaed effeithlonrwydd pwmpio deuod gwell yr ail genhedlaeth yn bosibl oherwydd disgleirdeb cynyddol laserau lled-ddargludyddion aml-fodd a'r gallu i sefydlogi lledau llinell allyriadau cul gan ddefnyddio gratiau Bragg swmp (VBGS) yng nghanol y 2000au. Mae'r nodweddion amsugno sbectrol gwan a chul o tua 880nm wedi ennyn diddordeb mawr mewn deuodau pwmp disgleirdeb uchel sefydlog yn sbectrol. Mae'r laserau perfformiad uwch hyn yn ei gwneud hi'n bosibl pwmpio neodymiwm yn uniongyrchol ar lefel laser uchaf 4F3/2, gan leihau diffygion cwantwm a thrwy hynny wella echdynnu modd sylfaenol ar bŵer cyfartalog uwch, a fyddai fel arall yn gyfyngedig gan lensys thermol.
Erbyn dechrau ail ddegawd y ganrif hon, roeddem yn gweld cynnydd sylweddol mewn pŵer mewn laserau 1064nm modd traws sengl, yn ogystal â'u laserau trosi amledd sy'n gweithredu yn y tonfeddi gweladwy ac uwchfioled. O ystyried oes ynni uchaf hir Nd:YAG ac Nd:YVO4, mae'r gweithrediadau Q-switsh DPSSL hyn yn darparu ynni pwls uchel a phŵer brig, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer prosesu deunyddiau abladol a chymwysiadau microbeiriannu manwl iawn.
Amser postio: Tach-06-2023