เลเซอร์ไดโอดบาร์เดี่ยวช่วงกว้างของการใช้งานช่วงความยาวคลื่นกว้าง

Jul 03, 2017

ฝากข้อความ

Single Bar Diode Laser เป็นเลเซอร์ชนิดใหม่ที่เติบโตเร็วที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พัฒนาการของเขาแยกไม่ออกจากการพัฒนาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เปิดตัวเลเซอร์ทับทิมตัวแรกในปี 1960 ในปีพ. ศ. 2505 ได้มีการเปิดตัวเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์ที่เป็นเนื้อเดียวกันครั้งแรก ในปีพ. ศ. 2506 นิวแมนได้เสนอให้ใช้เซมิคอนดักเตอร์เป็นแนวคิดแหล่งกำเนิดปั๊มเลเซอร์โซลิดสเตต ด้วยกำลังขับของ LD ที่เพิ่มขึ้นในปีพ. ศ. 2511 Ross ได้ตระหนักถึงการใช้เลเซอร์ไดโอด GaAs ที่สูบเลเซอร์ Nd: YAG เป็นครั้งแรก เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2516 มีการรายงานเลเซอร์ Nd: YAG แบบปั๊มปลาย LD แบบพัลซิ่งและชี้ให้เห็นถึงข้อดีของการปั๊มปลายท่อ Chesler และ Singh ให้แบบจำลองทางทฤษฎีของเลเซอร์ปั๊มท้ายในโหมดหลายแนวขวางและโหมดตามขวางเดียวและเกณฑ์การปั๊มตามทฤษฎีตามสมมติฐานของปั๊มเครื่องแบบนั้นโดยทั่วไปสอดคล้องกับผลการทดลอง ในปีพ. ศ. 2519 เลเซอร์ Nd: YAG ที่มีไดโอดส่องสว่างพิเศษถูกสูบที่อุณหภูมิห้องเพื่อการทำงานอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1980 เป็นต้นมาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และงานวิจัยต่างๆได้สร้างความก้าวหน้าครั้งใหญ่โดยได้รับการสนับสนุนอย่างมากในอุปกรณ์เลเซอร์โซลิดสเตตเทคโนโลยีและการพัฒนาแอปพลิเคชันและนำไปสู่การฟื้นฟูเลเซอร์โซลิดสเตต ด้วยการปรากฏตัวของโครงสร้างหลุมควอนตัมและการเติบโตของเทคโนโลยีการเติบโตของคริสตัลเช่นการสะสมไอสารเคมีอินทรีย์ของโลหะ (MOCVD) และอีพิทาแล็กของลำแสงโมเลกุล (MBE) กระแสเกณฑ์ของ LD จะลดลงอย่างเห็นได้ชัดประสิทธิภาพในการแปลงและกำลังขับได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ปรับปรุงกำลังขับอาร์เรย์เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เดี่ยวที่ 1W ถึง 2W กำลังขับต่อเนื่อง LD เดียว 100mw ถึง 200mw 90 ปีเทคโนโลยีการผลิตเลเซอร์ไดโอดและกระบวนการผลิตค่อยๆเติบโตอายุการใช้งานความน่าเชื่อถือได้ดีขึ้นอย่างมากซึ่งการพัฒนา DPL และการประยุกต์ใช้ความก้าวหน้าใหม่ ๆ มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ ปี 1992 เลเซอร์ไดโอดแท่งเดี่ยวแห่งสหรัฐอเมริกา Laurent - Rivermore National Laboratory ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเลเซอร์ไดโอดแท่งเดี่ยวกำลังสูงระดับกิโลวัตต์ ในปี 1994 กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้ประกาศอนุมัติ" National Ignition Facility" โปรแกรม. 2001 Akiyama และคณะ ใช้เลเซอร์ Nd: YAG แบบปั๊มด้านข้างสามทางเพื่อให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์ 5.4kW พร้อมประสิทธิภาพการแปลงด้วยแสงไฟฟ้า 22% ในปี 2002 บริษัท TRW ของสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเลเซอร์ไดโอดเอาต์พุต 5.4kW ที่สูบเลเซอร์ Nd: YAG ในปี 2549 Nordisk ของสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการผลิตเลเซอร์ขนาด 19kW โดยสรุปแล้ว DPL เป็นเลเซอร์แบบไดนามิกและมีแนวโน้มมากที่สุดในโซลิดสเตตเลเซอร์

เนื่องจากเลเซอร์ไดโอดปั๊มมีข้อดีคือกำลังสูงเอาต์พุตคุณภาพลำแสงสูงเอฟเฟกต์ความร้อนขนาดเล็กประสิทธิภาพสูงและโครงสร้างอุปกรณ์ที่กะทัดรัดจึงกลายเป็นอุปกรณ์หลักของเทคโนโลยีสารสนเทศ การใช้งานที่หลากหลายช่วงความยาวคลื่นกว้างความเร็วในการพัฒนาเป็นเลเซอร์ประเภทอื่นไม่สามารถจับคู่ได้

ในปัจจุบันเลเซอร์โซลิดสเตตแบบปั๊มไดโอดมีความกว้างขวางมากเช่นการทหารการแพทย์อุตสาหกรรมและสาขาอื่น ๆ

ในด้านการใช้งานทางทหาร: ด้วยกำลังขับเลเซอร์ที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่องคุณภาพลำแสงของการปรับปรุงทีละน้อยทำให้ DPL ในสนามทหารแพร่หลายมากขึ้น ด้วยเทคโนโลยีที่สำคัญในการก้าวสู่ความก้าวหน้าครั้งใหญ่อาวุธเลเซอร์พลังงานสูงจึงกลายเป็นอาวุธร้ายแรงโดยตรง ในปี 2002 สหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการบรรจุเลเซอร์โซลิดสเตต 0.5kW บนยานพาหนะทางทหารซึ่งใช้สำหรับการกวาดล้างทุ่นระเบิดทางทหารหรือที่เรียกว่า Zeus' รถกวาดล้างทุ่นระเบิดที่มีขนาดเล็กความปลอดภัยความคล่องตัวสูงความเร็วในการทำลายล้าง โดยกองทัพสหรัฐสรรเสริญ อาวุธเลเซอร์กำลังสูงที่มีความแม่นยำสูงความเร็วมลพิษต่ำข้อได้เปรียบที่ยืดหยุ่นและอื่น ๆ เลเซอร์ไดโอดบาร์เดี่ยวในการเผชิญหน้าด้วยตาแมวการฆ่าด้วยเลเซอร์อย่างหนักและอ่อนการทำให้ไม่เห็นด้วยเลเซอร์และสาขาอื่น ๆ มีการใช้งานที่หลากหลาย กองทัพสหรัฐได้พัฒนากลยุทธ์สำหรับการพัฒนาอาวุธเลเซอร์พลังงานสูงบนแพลตฟอร์มต่างๆรวมถึงรากฐานแผนการพัฒนาอาวุธเลเซอร์พลังงานสูงในอวกาศแผนการพัฒนาอาวุธเลเซอร์พลังงานสูงบนเรือและการพัฒนาอาวุธเลเซอร์พลังงานสูงในอากาศ แผน เทคโนโลยีเลเซอร์ทางอากาศของกองทัพอากาศสหรัฐ&# 39 และโครงการเลเซอร์พลังงานสูงทางยุทธวิธีแบบเคลื่อนที่ของกองทัพบก&# 39 ได้รับความนิยมใน Single Bar Diode Laser และเป้าหมายแรก 20kW สำหรับเป้าหมาย 100kW

ในด้านการใช้งานทางการแพทย์: เลเซอร์ในความงามของผิวหนังทันตกรรมหูคอจมูกศัลยกรรมจักษุวิทยาศัลยกรรมระบบประสาทหัวใจและหลอดเลือดและอื่น ๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ข้อดีของเครื่องมือในการรักษาด้วยเลเซอร์ ได้แก่ ความแม่นยำควบคุมได้บาดแผลที่ได้รับการรักษาเลือดออกน้อยลงไม่สัมผัสโดยไม่ติดเชื้อและทำลายเนื้อเยื่อรอบ ๆ แผลน้อยที่สุด เลเซอร์ทางการแพทย์ต้องการความเสถียรและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ด้วยการคูณและผสมเลเซอร์ LD หรือ Nd: YAG แบบปั๊มแฟลชสามารถแปลงหลายความยาวคลื่นผ่านการส่งผ่านใยแก้วนำแสงสำหรับการผ่าตัด อย่างไรก็ตามเนื่องจากการบิดเบือนความร้อนของตัวกลางเลเซอร์ที่เป็นของแข็งและอายุของหลอดแฟลชจะส่งผลให้ความเข้มของแสงมีความผันผวนมากทำให้คุณภาพของลำแสงแย่ลงและจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟขนาดใหญ่และระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่ง จำกัด การใช้งาน เนื่องจาก 80% ของเนื้อเยื่อชีวภาพประกอบด้วยน้ำ Single Bar Diode Laser LD ที่สูบด้วย Er, Tm, Ho ความยาวคลื่น 2 ~ 3nm ในเลเซอร์ของแข็งอินฟราเรดสามารถดูดซึมได้อย่างมากโดยเนื้อเยื่อชีวภาพความลึกของการเจาะจึงค่อนข้าง ตื้นจะไม่เกิดคาร์บอไนเซชันและทำให้เกิดการแตกของพันธะโมเลกุลเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดหัวใจและหลอดเลือดและการผ่าตัดสายตาสั้น อนาคตของอุปกรณ์เลเซอร์ทางการแพทย์จะไปสู่พลังงานที่สูงขึ้นใช้งานง่ายขึ้นมีเสถียรภาพมากขึ้นมีความซับซ้อนมากขึ้นและทิศทางอื่น ๆ