Κάθετη απόδοση υψηλής ποιότητας δέσμης λέιζερ διόδων λέιζερ, η θερμική επίδραση είναι μικρή

May 31, 2017

Αφήστε ένα μήνυμα

Τα Vertical Stack Diode Laser-pumped laser είναι τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα και ευρέως χρησιμοποιούμενα νέα λέιζερ τα τελευταία χρόνια. Η ανάπτυξή του είναι αδιαχώριστη από την ανάπτυξη λέιζερ ημιαγωγών. Το ντεμπούτο του πρώτου ρουμπινιού λέιζερ του 1960. Το 1962 βγήκε το πρώτο ομοιογενές λέιζερ ημιαγωγών γάλλιο αρσενιδίου. Το 1963, ο Newman πρότεινε για πρώτη φορά τη χρήση του ημιαγωγού ως έννοια πηγής αντλίας λέιζερ στερεάς κατάστασης. Με την ισχύ εξόδου LD να αυξάνεται, το 1968 ο Ross συνειδητοποίησε για πρώτη φορά τη χρήση του λέιζερ NA: YAG που αντλείται με λέιζερ GaAs Vertical Stack Diode. Για πρώτη φορά το 1973, αναφέρθηκαν λέιζερ ND: YAG με παλλόμενη αντλία τελικού τύπου και επισημάνθηκαν τα πλεονεκτήματα της άντλησης με τελική αντλία. Οι Chesler και Singh δίνουν το θεωρητικό μοντέλο του λέιζερ που αντλείται από το τέλος σε λειτουργία πολλαπλού εγκάρσιου και μονού εγκάρσιου και το κατώφλι της θεωρητικής αντλίας με βάση την υπόθεση της ομοιόμορφης αντλίας είναι βασικά σύμφωνο με τα πειραματικά αποτελέσματα. Το 1976, τα λέιζερ Nd: YAG με τελική αντλία δίοδος υπεριώδους εκπομπής λειτουργούσαν συνεχώς σε θερμοκρασία δωματίου. Από τη δεκαετία του 1980, το λέιζερ ημιαγωγών και το ερευνητικό του έργο έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη, προώθησαν σε μεγάλο βαθμό τις συσκευές λέιζερ στερεάς κατάστασης, την ανάπτυξη τεχνολογίας και εφαρμογών και οδήγησαν σε μια ολοκληρωμένη αναβίωση των λέιζερ στερεάς κατάστασης. Με την εμφάνιση της κβαντικής δομής του φρεατίου και την ανάπτυξη της τεχνολογίας ανάπτυξης κρυστάλλων όπως η απόθεση οργανικών χημικών ατμών μετάλλων (MOCVD) και η επιταξία μοριακής δέσμης (MBE), το κατώφλι ρεύμα του LD μειώνεται προφανώς, η απόδοση μετατροπής και η ισχύς εξόδου βελτιώνονται σημαντικά βελτιωμένη, ισχύς εξόδου μιας μονάδας αγωγού λέιζερ από 1W έως 2W. Με μία συνεχή ισχύ εξόδου LD από 100mw έως 200mw.90 χρόνια, η τεχνολογία παραγωγής και η διαδικασία παραγωγής Vertical Stack Diode Laser ωριμάζουν σταδιακά, η διάρκεια ζωής, η αξιοπιστία έχει βελτιωθεί σημαντικά, την οποία η ανάπτυξη και η εφαρμογή της νέας προόδου DPL είναι ιδιαίτερα σημαντική. 1992 Ηνωμένες Πολιτείες Laurent - Rivermore National Laboratory ανέπτυξε επιτυχώς λέιζερ υψηλής ισχύος με διόδους αντλίας κιλοβάτ. Το 1994, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ ανακοίνωσε την έγκριση του&«National Ignition Facility GG». πρόγραμμα. 2001 Akiyama et al. Χρησιμοποίησε λέιζερ Nd: YAG τριών κατευθύνσεων για να αποκτήσει έξοδο λέιζερ 5,4kW με ηλεκτρο-οπτική απόδοση μετατροπής 22%. Το 2002, η εταιρεία TRW των Ηνωμένων Πολιτειών ανέπτυξε μια παραγωγή 5.4kW Vertical Stack Diode Laser αντλούμενη με λέιζερ Nd: YAG. Το 2006 οι Ηνωμένες Πολιτείες Nordisk πέτυχαν με επιτυχία την παραγωγή λέιζερ 19kW. Συνοπτικά, το DPL είναι το πιο δυναμικό και πολλά υποσχόμενο στα λέιζερ στερεάς κατάστασης.

Καθώς το λέιζερ που αντλείται από δίοδο έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ισχύος, της υψηλής ποιότητας ακτίνας, της μικρής θερμικής επίδρασης, της υψηλής απόδοσης και της συμπαγούς δομής της συσκευής, καθίσταται η βασική συσκευή της τεχνολογίας πληροφοριών. Το ευρύ φάσμα εφαρμογών του, το μεγάλο εύρος μήκους κύματος, η ταχύτητα ανάπτυξης είναι άλλοι τύποι λέιζερ που δεν μπορούν να ταιριάζουν.

Προς το παρόν, το πεδίο των λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου είναι πολύ εκτεταμένο, όπως στρατιωτικά, ιατρικά, βιομηχανικά και άλλα πεδία.

Στον τομέα των στρατιωτικών εφαρμογών: Με την ισχύ εξόδου λέιζερ να συνεχίζει να βελτιώνεται, η ποιότητα της δέσμης της σταδιακής βελτίωσης, η DPL στο στρατιωτικό πεδίο γίνεται όλο και περισσότερο. Με τη βασική τεχνολογία για να επιτευχθεί μια σημαντική ανακάλυψη, τα όπλα λέιζερ υψηλής ενέργειας γίνονται ένα άμεσο θανατηφόρο όπλο. Το 2002, οι Ηνωμένες Πολιτείες φόρτωσαν με επιτυχία 0,5kW λέιζερ στερεάς κατάστασης σε κινητά οχήματα, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για στρατιωτική εκκαθάριση ναρκών, γνωστά ως όχημα αποναρκοθέτησης Zeus&# 39 με το μικρό μέγεθος, την ασφάλεια, την υψηλή γρήγορη κινητικότητα, την ταχύτητα αποναρκοθέτησης κατά ο στρατός των ΗΠΑ. Τα όπλα λέιζερ υψηλής ισχύος με υψηλή ακρίβεια, ταχύτητα, χαμηλή ρύπανση, εύκαμπτα και ούτω καθεξής, στη φωτοηλεκτρική αντιπαράθεση, η σκληρή και μαλακή θανάτωση λέιζερ, η τυφλή λέιζερ και άλλα πεδία έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Ο στρατός των ΗΠΑ έχει αναπτύξει μια στρατηγική για την ανάπτυξη όπλων λέιζερ υψηλής ενέργειας για όλες τις πλατφόρμες, συμπεριλαμβανομένων των θεμελιωδών, διαστημικών σχεδίων ανάπτυξης όπλων λέιζερ υψηλής ενέργειας με λέιζερ, σχεδίων ανάπτυξης όπλων λέιζερ υψηλής ενέργειας πλοίου και αεροπορικής ανάπτυξης όπλων λέιζερ υψηλής ενέργειας σχέδια. Η τεχνολογία αερομεταφερόμενου λέιζερ της Πολεμικής Αεροπορίας των Η.Π.Α. και το Πρόγραμμα Army Mobile Tactical High Energy Laser είναι ανοδικά στα λέιζερ που αντλούνται με δίοδο και ο πρώτος στόχος είναι 20kW για 100kW στόχους.

Στον τομέα των ιατρικών εφαρμογών: το λέιζερ στην ομορφιά του δέρματος, η οδοντιατρική, η ΩΡ, η χειρουργική επέμβαση, η οφθαλμολογία, η νευροχειρουργική, το καρδιαγγειακό και ούτω καθεξής έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Τα πλεονεκτήματα των εργαλείων θεραπείας με λέιζερ είναι: ακριβή, ελεγχόμενα, θεραπευτικά τραύματα τραύματος, λιγότερη αιμορραγία, μη επαφή χωρίς λοίμωξη και ελάχιστη βλάβη στον ιστό γύρω από την τομή. Τα ιατρικά λέιζερ απαιτούν σταθερότητα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Με πολλαπλασιασμό και ανάμιξη, τα λέιζερ ND: YAG με αντλία φλας μπορούν να επιτύχουν μετατροπή πολλαπλών μηκών κύματος, μέσω μετάδοσης οπτικών ινών για χειρουργική επέμβαση. Ωστόσο, λόγω της θερμικής παραμόρφωσης του στερεού μέσου λέιζερ και της γήρανσης του φλας θα οδηγήσει σε μεγάλη διακύμανση της έντασης του φωτός, η ποιότητα της δέσμης επιδεινώνεται και η χρήση ενός μεγάλου συστήματος τροφοδοσίας και ψύξης νερού είναι απαιτείται, το οποίο περιορίζει τη χρήση του. Δεδομένου ότι το 80% του βιολογικού ιστού αποτελείται από νερό, LD αντλείται Er, Tm, Ho, το μήκος κύματος 2 ~ 3nm στο υπέρυθρο στερεό λέιζερ μπορεί να απορροφηθεί έντονα από βιολογικό ιστό, το βάθος διείσδυσης είναι σχετικά ρηχό, δεν συμβαίνει ανθρακικοποίηση και προκαλεί διαλείμματα μοριακών δεσμών, ιδανικό για καρδιοαγγειακή χειρουργική επέμβαση και μυωπία. Το μέλλον του ιατρικού εξοπλισμού λέιζερ θα είναι προς μια υψηλότερη ενέργεια, ευκολότερη στη λειτουργία, πιο σταθερή, πιο εξελιγμένη και άλλη κατεύθυνση.