Single Bar Diode Laser Phạm vi rộng của các ứng dụng, Phạm vi bước sóng rộng

Jul 03, 2017

Để lại lời nhắn

Single Bar Diode Laser là laser mới phát triển nhanh nhất và được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Sự phát triển của ông là không thể tách rời khỏi sự phát triển của laser bán dẫn. 1960 ra mắt của laser ruby đầu tiên. Năm 1962, laser bán dẫn gallium arsenide đầu tiên xuất hiện. Năm 1963, Newman lần đầu tiên đề xuất sử dụng chất bán dẫn như một khái niệm nguồn bơm laser trạng thái rắn. Với công suất đầu ra LD ngày càng tăng, vào năm 1968 Ross lần đầu tiên nhận ra việc sử dụng gaAs laser diode bơm Nd: YAG laser. Lần đầu tiên vào năm 1973, xung LD cuối bơm Nd: LASER YAG đã được báo cáo và chỉ ra những lợi thế của bơm cuối bơm. Chesler và Singh cung cấp cho các mô hình lý thuyết của laser cuối bơm trong chế độ đa ngang và chế độ ngang duy nhất, và ngưỡng bơm lý thuyết dựa trên giả định của máy bơm thống nhất về cơ bản là phù hợp với các kết quả thử nghiệm. Năm 1976, laser YAG với điốt siêu sáng được bơm ở nhiệt độ phòng để hoạt động liên tục. Từ những năm 1980, laser bán dẫn và mảng công việc nghiên cứu của nó đã tạo ra một bước đột phá lớn, thúc đẩy đáng kể các thiết bị laser trạng thái rắn, công nghệ và phát triển ứng dụng, và dẫn đến sự hồi sinh toàn diện của laser trạng thái rắn. Với sự xuất hiện của cấu trúc giếng lượng tử và sự phát triển của công nghệ tăng trưởng tinh thể như lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD) và epitaxy chùm tia phân tử (MBE), dòng điện ngưỡng của LD rõ ràng là giảm, hiệu quả chuyển đổi và công suất đầu ra được cải thiện đáng kể, công suất đầu ra mảng laser bán dẫn đơn từ 1W đến 2W. Một công suất đầu ra liên tục LD duy nhất từ 100mw đến 200mw.90 năm, công nghệ sản xuất điốt laser và quy trình sản xuất dần dần trưởng thành, tuổi thọ, độ tin cậy đã được cải thiện đáng kể, mà phát triển DPL và áp dụng tiến bộ mới đặc biệt nổi bật. 1992,Single Bar Diode Laser Hoa Kỳ Laurent - Rivermore Phòng thí nghiệm quốc gia đã phát triển thành công kilowatt-class high-power Single Bar Diode Laser. Năm 1994, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ thông báo phê duyệt chương trình "Cơ sở đánh lửa quốc gia". 2001 Akiyama et al. Sử dụng một ba chiều bên bơm Nd: YAG laser để có được một đầu ra laser 5.4kW với một hiệu quả chuyển đổi quang điện tử của 22%. Năm 2002, công ty TRW Hoa Kỳ đã phát triển một diode laser đầu ra 5.4kW bơm Nd: laser YAG. Năm 2006, Nordisk của Hoa Kỳ đã đạt được thành công công suất laser 19kW. Tóm lại, DPL là động lực và hứa hẹn nhất trong laser trạng thái rắn.

Vì laser bơm diode có ưu điểm là công suất cao, đầu ra chất lượng chùm tia cao, hiệu ứng nhiệt nhỏ, hiệu quả cao và cấu trúc thiết bị nhỏ gọn, nó trở thành thiết bị quan trọng của công nghệ thông tin. Phạm vi ứng dụng rộng của nó, phạm vi bước sóng rộng, tốc độ phát triển là các loại laser khác không thể phù hợp.

Hiện nay, lĩnh vực laser trạng thái rắn bơm diode rất rộng lớn, chẳng hạn như quân sự, y tế, công nghiệp và các lĩnh vực khác.

Trong lĩnh vực ứng dụng quân sự: Với công suất đầu ra laser tiếp tục được cải thiện, chất lượng chùm tia của sự cải tiến dần dần, DPL trong lĩnh vực quân sự ngày càng rộng rãi. Với công nghệ chủ chốt để đạt được một bước đột phá lớn, vũ khí laser năng lượng cao trở thành một vũ khí gây chết người trực tiếp. Năm 2002, Hoa Kỳ đã nạp thành công laser toàn trạng thái rắn 0,5kW trên các phương tiện quân sự, được sử dụng để rà phá bom mìn quân sự, được gọi là phương tiện rà phá bom mìn của Zeus với kích thước nhỏ, an ninh, khả năng di chuyển nhanh, tốc độ phá bom của quân đội Hoa Kỳ. Vũ khí laser công suất cao với độ chính xác cao, tốc độ, ô nhiễm thấp, linh hoạt và lợi thế khác, Single Bar Diode Laser trong cuộc đối đầu quang điện, laser cứng và mềm giết, laser mù và các lĩnh vực khác có một loạt các ứng dụng. Quân đội Hoa Kỳ đã phát triển một chiến lược phát triển vũ khí laser năng lượng cao trên các nền tảng khác nhau, bao gồm cả nền tảng, kế hoạch phát triển vũ khí laser năng lượng cao dựa trên không gian, kế hoạch phát triển vũ khí laser năng lượng cao trên tàu và kế hoạch phát triển vũ khí laser năng lượng cao trên không. Công nghệ laser trên không của Không quân Hoa Kỳ và chương trình laser năng lượng cao chiến thuật di động của Quân đội đang tăng giá trên Single Bar Diode Laser và mục tiêu đầu tiên 20kW cho các mục tiêu 100kW.

Trong lĩnh vực ứng dụng y tế: laser trong làm đẹp da, nha khoa, ENT, phẫu thuật, nhãn khoa, phẫu thuật thần kinh, tim mạch và như vậy đã được sử dụng rộng rãi. Ưu điểm của dụng cụ điều trị bằng laser là: độ chính xác, có thể kiểm soát, điều trị chấn thương vết thương, ít chảy máu, không tiếp xúc mà không bị nhiễm trùng và tổn thương tối thiểu các mô xung quanh vết mổ. Laser y tế đòi hỏi sự ổn định và tuổi thọ dài hơn. Bằng cách nhân và trộn, LD hoặc flash-bơm Nd: LASER YAG có thể đạt được chuyển đổi đa bước sóng, thông qua truyền sợi quang cho phẫu thuật. Tuy nhiên, do sự biến dạng nhiệt của môi trường laser rắn và sự lão hóa của đèn flash sẽ dẫn đến sự biến động lớn của cường độ ánh sáng, làm cho chất lượng chùm tia của nó tồi tệ hơn, và sự cần thiết phải sử dụng một hệ thống cung cấp năng lượng và làm mát nước khổng lồ, hạn chế việc sử dụng nó. Như 80% của các mô sinh học bao gồm nước, Single Bar Diode Laser LD bơm với Er, Tm, Ho, bước sóng của 2 ~ 3nm trong laser rắn hồng ngoại có thể được hấp thụ mạnh mẽ bởi các mô sinh học, độ sâu thâm nhập là tương đối nông, nó sẽ không xảy ra cacbon hóa và gây ra phá vỡ liên kết phân tử, lý tưởng cho phẫu thuật tim mạch và phẫu thuật cận thị. Tương lai của thiết bị laser y tế sẽ hướng tới một năng lượng cao hơn, dễ dàng hơn để hoạt động, ổn định hơn, tinh vi hơn và hướng khác.