Pengetahuan Profesional

Laser semikonduktor kuasa tinggi

2021-12-13
Laser semikonduktormempunyai kelebihan saiz kecil, ringan, kecekapan penukaran elektro-optik yang tinggi, kebolehpercayaan yang tinggi dan jangka hayat yang panjang. Ia mempunyai aplikasi penting dalam bidang pemprosesan industri, bioperubatan dan pertahanan negara. Pada tahun 1962, saintis Amerika berjaya membangunkan laser semikonduktor suntikan struktur homogen Generasi pertama GaAs. Pada tahun 1963, Alferov dan yang lain dari Institut Fizik Yofei dari bekas Akademi Sains Soviet mengumumkan kejayaan pembangunan laser semikonduktor heterojunction berganda. Selepas tahun 1980-an, disebabkan oleh pengenalan teori kejuruteraan jalur tenaga, pada masa yang sama Kemunculan proses pertumbuhan bahan epitaxial kristal baru [seperti epitaksi rasuk molekul (MBE) dan pemendapan wap kimia organik logam (MOCVD), dll.], laser telaga kuantum berada di peringkat sejarah, meningkatkan prestasi peranti dengan sangat baik dan mencapai output kuasa tinggi.
Laser semikonduktor berkuasa tinggi terutamanya dibahagikan kepada dua struktur: tiub tunggal dan jalur Bar. Struktur tiub tunggal kebanyakannya menggunakan reka bentuk jalur lebar dan rongga optik yang besar, dan meningkatkan kawasan keuntungan untuk mencapai output kuasa tinggi dan mengurangkan kerosakan bencana permukaan rongga; Struktur jalur bar Ia adalah tatasusunan linear selari bagi berbilang laser tiub tunggal, berbilang laser berfungsi pada masa yang sama, dan kemudian menggabungkan rasuk dan cara lain untuk mencapai output laser berkuasa tinggi. Laser semikonduktor berkuasa tinggi asal digunakan terutamanya untuk mengepam laser keadaan pepejal dan laser gentian, dengan jalur gelombang 808nm. Dan 980nm. Dengan kematangan jalur inframerah dekatlaser semikonduktor berkuasa tinggiteknologi unit dan pengurangan kos, prestasi laser keadaan pepejal dan laser gentian berdasarkannya telah dipertingkatkan secara berterusan. Kuasa keluaran gelombang berterusan tiub tunggal (CW) 8.1W dalam dekad mencapai tahap 29.5W, kuasa keluaran bar CW mencapai tahap 1010W, dan kuasa output nadi mencapai tahap 2800W, yang sangat menggalakkan proses aplikasi teknologi laser dalam bidang pemprosesan. Kos laser semikonduktor sebagai sumber pam menyumbang kepada jumlah laser keadaan pepejal 1/3~1/2 daripada kos, yang menyumbang 1/2~2/3 laser gentian. Oleh itu, perkembangan pesat laser gentian dan laser keadaan pepejal telah menyumbang kepada pembangunan laser semikonduktor berkuasa tinggi.
Dengan peningkatan berterusan prestasi laser semikonduktor dan pengurangan kos yang berterusan, julat aplikasinya telah menjadi lebih luas dan lebih luas. Cara untuk mencapai laser semikonduktor berkuasa tinggi sentiasa menjadi barisan hadapan dan tempat tumpuan penyelidikan. Untuk mencapai cip laser semikonduktor berkuasa tinggi, perlu bermula dari Tiga aspek perlindungan permukaan bahan, struktur dan rongga dipertimbangkan:
1) Teknologi bahan. Ia boleh bermula dari dua aspek: meningkatkan keuntungan dan mencegah pengoksidaan. Teknologi yang sepadan termasuk teknologi telaga kuantum tegang dan teknologi telaga kuantum tanpa aluminium. 2) Teknologi struktur. Untuk mengelakkan cip daripada terbakar pada kuasa keluaran yang tinggi, teknologi pandu gelombang yang tidak simetri biasanya digunakan dan teknologi rongga optik besar pandu gelombang lebar. 3) Teknologi perlindungan permukaan rongga. Untuk mengelakkan kerosakan cermin optik bencana (COMD), teknologi utama termasuk teknologi permukaan rongga bukan penyerap, teknologi pempasifan permukaan rongga dan teknologi salutan. Dengan pelbagai industri Pembangunan diod laser, sama ada digunakan sebagai sumber pam atau digunakan secara langsung, telah mengemukakan permintaan selanjutnya terhadap sumber cahaya laser semikonduktor. Dalam kes keperluan kuasa yang lebih tinggi, untuk mengekalkan kualiti pancaran tinggi, kombinasi pancaran laser mesti dilakukan. Gabungan pancaran laser semikonduktor Teknologi pancaran terutamanya merangkumi: gabungan pancaran konvensional (TBC), teknologi gabungan panjang gelombang padat (DWDM), teknologi gabungan spektrum (SBC), teknologi gabungan pancaran koheren (CBC), dsb.