Kiến thức chuyên môn

Laser bán dẫn công suất cao

2021-12-13
Laser bán dẫncó ưu điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, hiệu suất chuyển đổi điện quang cao, độ tin cậy cao và tuổi thọ cao. Nó có ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực chế biến công nghiệp, y sinh và quốc phòng. Năm 1962, các nhà khoa học Mỹ đã phát triển thành công laser bán dẫn tiêm cấu trúc đồng nhất GaAs thế hệ đầu tiên. Năm 1963, Alferov và những người khác của Viện Vật lý Yofei thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô cũ đã công bố phát triển thành công laser bán dẫn dị liên kết kép. Sau những năm 1980, do sự ra đời của lý thuyết kỹ thuật dải năng lượng, đồng thời với sự xuất hiện của các quá trình tăng trưởng vật chất biểu mô tinh thể mới [chẳng hạn như epitaxy chùm phân tử (MBE) và lắng đọng hơi hóa chất hữu cơ kim loại (MOCVD), v.v.], laser giếng lượng tử đang ở trong giai đoạn lịch sử, cải thiện đáng kể hiệu suất của thiết bị và đạt được sản lượng điện cao.
Laser bán dẫn công suất cao chủ yếu được chia thành hai cấu trúc: ống đơn và dải thanh. Cấu trúc ống đơn chủ yếu áp dụng thiết kế dải rộng và khoang quang học lớn, đồng thời tăng diện tích khuếch đại để đạt được công suất đầu ra cao và giảm thiệt hại nghiêm trọng của bề mặt khoang; Cấu trúc dải thanh Nó là một mảng tuyến tính song song gồm nhiều tia laser đơn ống, nhiều tia laser hoạt động cùng một lúc, sau đó kết hợp các chùm tia và các phương tiện khác để đạt được đầu ra tia laser công suất cao. Các laser bán dẫn công suất cao ban đầu chủ yếu được sử dụng để bơm laser trạng thái rắn và laser sợi quang, với dải sóng 808nm. Và 980nm. Với sự trưởng thành của băng tần cận hồng ngoạilaser bán dẫn công suất caocông nghệ đơn vị và việc giảm chi phí, hiệu suất của laser thể rắn và laser sợi quang dựa trên chúng liên tục được cải thiện. Công suất đầu ra của sóng liên tục đơn ống (CW) 8.1W của thập kỷ đạt mức 29.5W, công suất đầu ra của thanh CW đạt mức 1010W và công suất đầu ra xung đạt mức 2800W, điều này đã thúc đẩy rất nhiều quá trình ứng dụng công nghệ laser trong lĩnh vực gia công. Chi phí của laser bán dẫn như một nguồn bơm chiếm tổng chi phí của laser thể rắn 1/3 ~ 1/2 chi phí, chiếm 1/2 ~ 2/3 giá thành của laser sợi quang. Do đó, sự phát triển nhanh chóng của laser sợi quang và laser thể rắn hoàn toàn đã góp phần vào sự phát triển của laser bán dẫn công suất cao.
Với sự cải tiến liên tục về hiệu suất của laser bán dẫn và liên tục giảm chi phí, phạm vi ứng dụng của nó ngày càng rộng hơn. Làm thế nào để đạt được laser bán dẫn công suất cao luôn là điểm nghiên cứu hàng đầu và là điểm nóng. Để đạt được chip laser bán dẫn công suất cao, cần phải bắt đầu từ Ba khía cạnh của vật liệu, cấu trúc và bảo vệ bề mặt khoang được xem xét:
1) Công nghệ vật liệu. Nó có thể bắt đầu từ hai khía cạnh: tăng độ lợi và ngăn cản quá trình oxy hóa. Các công nghệ tương ứng bao gồm công nghệ giếng lượng tử căng và công nghệ giếng lượng tử không chứa nhôm. 2) Công nghệ kết cấu. Để ngăn chip cháy hết ở công suất đầu ra cao, không đối xứng thường được sử dụng công nghệ Ống dẫn sóng và công nghệ khoang quang học lớn ống dẫn sóng rộng. 3) Công nghệ bảo vệ bề mặt khoang. Để ngăn ngừa thảm họa làm hỏng gương quang học (COMD), các công nghệ chính bao gồm công nghệ bề mặt khoang không hấp thụ, công nghệ thụ động bề mặt khoang và công nghệ phủ. Với các ngành công nghiệp khác nhau Sự phát triển của điốt laze, dù được sử dụng làm nguồn bơm hay ứng dụng trực tiếp, đã đặt ra những nhu cầu cao hơn về nguồn sáng laze bán dẫn. Trong trường hợp yêu cầu công suất cao hơn, để duy trì chất lượng chùm tia cao, phải thực hiện kết hợp chùm tia laze. Kết hợp chùm tia laze bán dẫn Công nghệ chùm tia chủ yếu bao gồm: công nghệ kết hợp chùm tia thông thường (TBC), công nghệ kết hợp bước sóng dày đặc (DWDM), công nghệ kết hợp quang phổ (SBC), công nghệ kết hợp chùm tia kết hợp (CBC), v.v.
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