Uscita di qualità del fascio luminoso laser a diodi a pila verticale, l'effetto termico è piccolo

May 31, 2017

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I laser con pompa laser a diodi a stack verticale sono i nuovi laser in più rapida crescita e ampiamente utilizzati negli ultimi anni. Il suo sviluppo è inseparabile dallo sviluppo dei laser a semiconduttore. 1960 debutto del primo laser a rubino. Nel 1962 uscirono i primi laser semiconduttori all'arseniuro di gallio a giunzione omogenea. Nel 1963, Newman propose per la prima volta l'uso di semiconduttori come concetto di sorgente di pompa laser a stato solido. Con l'aumento della potenza di uscita LD, nel 1968 Ross realizzò per la prima volta l'uso del laser Nd: YAG a diodi a stack verticale GaAs. Per la prima volta nel 1973, furono riportati i laser Nd: YAG con pompaggio finale LD pulsato che evidenziavano i vantaggi del pompaggio finale con pompaggio. Chesler e Singh forniscono il modello teorico del laser a pompaggio finale nella modalità multi-trasversa e nella modalità trasversa singola, e la soglia teorica della pompa basata sull'assunzione di una pompa uniforme è sostanzialmente coerente con i risultati sperimentali. Nel 1976, i laser Nd: YAG con diodo a emissione di luce ultraleggera pompati all'estremità venivano azionati continuamente a temperatura ambiente. Dagli anni '80, il laser a semiconduttore e la sua serie di lavori di ricerca hanno compiuto un importante passo avanti, promosso notevolmente i dispositivi laser a stato solido, la tecnologia e lo sviluppo di applicazioni e hanno portato a una rinascita completa dei laser a stato solido. Con la comparsa della struttura del pozzo quantico e la crescita della tecnologia di crescita dei cristalli come la deposizione di vapore chimico organico metallico (MOCVD) e l'epitassia a fascio molecolare (MBE), la corrente di soglia di LD è ovviamente ridotta, l'efficienza di conversione e la potenza di uscita sono migliorate in modo significativo potenza di uscita della matrice laser a semiconduttore singola migliorata da 1W a 2W. Una singola potenza di uscita continua LD da 100 mw a 200 mw.90 anni, la tecnologia di produzione del laser a diodi a pila verticale e il processo di produzione maturano gradualmente, la vita, l'affidabilità è notevolmente migliorata, cosa che lo sviluppo DPL e l'applicazione del nuovo progresso sono particolarmente importanti. 1992 Stati Uniti Laurent - Rivermore National Laboratory ha sviluppato con successo laser pompati a diodi ad alta potenza di classe kilowatt. Nel 1994, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato l'approvazione della quotazione GG; National Ignition Facility" programma. 2001 Akiyama et al. Ha utilizzato un laser Nd: YAG a pompa laterale a tre vie per ottenere un'uscita laser di 5,4 kW con un'efficienza di conversione elettro-ottica del 22%. Nel 2002 la società statunitense TRW ha sviluppato un laser Nd: YAG con pompa laser a diodi a stack verticale da 5,4 kW. Nel 2006 gli Stati Uniti Nordisk hanno raggiunto con successo una potenza laser di 19kW. In sintesi, DPL è il più dinamico e promettente tra i laser a stato solido.

Poiché il laser pompato a diodi presenta i vantaggi di alta potenza, elevata qualità del fascio, piccolo effetto termico, alta efficienza e struttura compatta del dispositivo, diventa il dispositivo chiave della tecnologia dell'informazione. La sua vasta gamma di applicazioni, ampia gamma di lunghezze d'onda, la velocità di sviluppo sono altri tipi di laser non possono eguagliare.

Al momento, il campo dei laser a stato solido pompati a diodi è molto vasto, come i campi militare, medico, industriale e altri.

Nel campo delle applicazioni militari: con la potenza di uscita del laser continua a migliorare, la qualità del raggio del miglioramento graduale, DPL nel campo militare sempre più ampiamente. Con la tecnologia chiave per ottenere una svolta importante, le armi laser ad alta energia diventano un'arma letale diretta. Nel 2002, gli Stati Uniti hanno caricato con successo laser a stato solido da 0,5 kW su veicoli mobili, utilizzati per lo sminamento militare, noto come veicolo di sminamento Zeus' con le sue dimensioni ridotte, sicurezza, elevata mobilità veloce, velocità di sminamento di l'esercito americano di lode. Armi laser ad alta potenza con alta precisione, velocità, basso inquinamento, flessibili e così via, nel confronto fotoelettrico, laser hard e soft kill, laser accecante e altri campi hanno una vasta gamma di applicazioni. Le forze armate statunitensi hanno sviluppato una strategia per lo sviluppo di armi laser ad alta energia per tutte le piattaforme, inclusi piani di sviluppo di armi laser ad alta energia di base, spaziali, piani di sviluppo di armi laser ad alta energia di bordo e sviluppo di armi laser ad alta energia aviotrasportate piani. La tecnologia laser aviotrasportata del&dell'aeronautica degli Stati Uniti e il programma laser tattico militare ad alta energia dell'esercito sono ottimisti sui laser pompati a diodi e il primo obiettivo di 20 kW per obiettivi da 100 kW.

Nel campo delle applicazioni mediche: il laser nella bellezza della pelle, odontoiatria, ORL, chirurgia, oftalmologia, neurochirurgia, cardiovascolare e così via è stato ampiamente utilizzato. I vantaggi degli strumenti di trattamento laser sono: trauma della ferita accurato, controllabile, trattato, meno sanguinamento, assenza di contatto senza infezione e danno minimo al tessuto intorno all'incisione. I laser medicali richiedono stabilità e maggiore durata. Moltiplicando e mescolando, i laser LD o Nd: YAG pompati flash possono ottenere la conversione multi-lunghezza d'onda, attraverso la trasmissione in fibra ottica per la chirurgia. Tuttavia, a causa della distorsione termica del mezzo laser solido e l'invecchiamento del flash si tradurrà in una grande fluttuazione dell'intensità della luce, la qualità del raggio è deteriorata e l'uso di un grande alimentatore e sistema di raffreddamento ad acqua è richiesto, che ne limita l'utilizzo. Poiché l'80% del tessuto biologico è composto da acqua, LD pompato Er, Tm, Ho, la lunghezza d'onda di 2 ~ 3 nm nel laser solido a infrarossi può essere fortemente assorbita dal tessuto biologico, la profondità di penetrazione è relativamente bassa, non lo fa si verificano carbonizzazione e provocano rotture di legami molecolari, ideali per interventi di chirurgia cardiovascolare e miopia. Il futuro delle apparecchiature laser mediche sarà verso un'energia più elevata, più facile da usare, più stabile, più sofisticata e in altre direzioni.