उच्च शक्ति अर्धचालक लेजर विकास भाग दो का अवलोकन

उच्च शक्ति का अवलोकनअर्धचालक लेजरविकास भाग दो

फाइबर लेजर.
फाइबर लेजर उच्च शक्ति वाले अर्धचालक लेजर की चमक को परिवर्तित करने का एक लागत-प्रभावी तरीका प्रदान करते हैं। हालाँकि तरंगदैर्ध्य मल्टीप्लेक्सिंग ऑप्टिक्स अपेक्षाकृत कम चमक वाले अर्धचालक लेजर को अधिक चमकीले में परिवर्तित कर सकता है, लेकिन यह बढ़ी हुई वर्णक्रमीय चौड़ाई और फोटोमैकेनिकल जटिलता की कीमत पर आता है। फाइबर लेजर चमक रूपांतरण में विशेष रूप से प्रभावी साबित हुए हैं।

1990 के दशक में शुरू किए गए डबल-क्लैड फाइबर, मल्टीमोड क्लैडिंग से घिरे सिंगल-मोड कोर का उपयोग करके, फाइबर में उच्च-शक्ति, कम-लागत वाले मल्टीमोड सेमीकंडक्टर पंप लेजर को प्रभावी ढंग से पेश कर सकते हैं, जिससे उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर को चमकीले प्रकाश स्रोतों में बदलने का अधिक किफायती तरीका बनता है। यटरबियम-डोप्ड (Yb) फाइबर के लिए, पंप 915nm पर केंद्रित एक विस्तृत अवशोषण बैंड या 976nm के पास एक संकीर्ण अवशोषण बैंड को उत्तेजित करता है। जैसे-जैसे पंपिंग तरंगदैर्ध्य फाइबर लेजर की लेसिंग तरंगदैर्ध्य के करीब पहुंचता है, तथाकथित क्वांटम घाटा कम हो जाता है, जिससे दक्षता अधिकतम हो जाती है और अपशिष्ट ऊष्मा की मात्रा कम हो जाती है जिसे नष्ट करने की आवश्यकता होती है।

फाइबर लेजरऔर डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेज़र दोनों ही चमक में वृद्धि पर निर्भर करते हैंडायोड लेजरसामान्य तौर पर, जैसे-जैसे डायोड लेजर की चमक में सुधार होता रहता है, उनके द्वारा पंप किए जाने वाले लेजर की शक्ति भी बढ़ती जाती है। सेमीकंडक्टर लेजर की चमक में सुधार से अधिक कुशल चमक रूपांतरण को बढ़ावा मिलता है।

जैसा कि हम उम्मीद करते हैं, स्थानिक और वर्णक्रमीय चमक भविष्य की प्रणालियों के लिए आवश्यक होगी जो ठोस-अवस्था वाले लेजर में संकीर्ण अवशोषण विशेषताओं के लिए कम क्वांटम घाटे वाली पंपिंग को सक्षम करेगी, साथ ही प्रत्यक्ष अर्धचालक लेजर अनुप्रयोगों के लिए सघन तरंगदैर्ध्य पुनः उपयोग योजनाएं भी।

चित्र 2: उच्च शक्ति की बढ़ी हुई चमकअर्धचालक लेज़रअनुप्रयोगों को विस्तारित करने की अनुमति देता है

बाजार और अनुप्रयोग

उच्च शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर में प्रगति ने कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों को संभव बनाया है। चूंकि उच्च शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर की प्रति चमक वाट की लागत में तेजी से कमी आई है, इसलिए ये लेजर पुरानी तकनीकों की जगह लेते हैं और नई उत्पाद श्रेणियों को सक्षम बनाते हैं।

हर दशक में लागत और प्रदर्शन में 10 गुना से अधिक सुधार के साथ, उच्च शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर ने अप्रत्याशित तरीकों से बाजार में खलबली मचा दी है। हालांकि भविष्य के अनुप्रयोगों की सटीक भविष्यवाणी करना मुश्किल है, लेकिन अगले दशक की संभावनाओं की कल्पना करने के लिए पिछले तीन दशकों पर नज़र डालना भी शिक्षाप्रद है (चित्र 2 देखें)।

जब हॉल ने 50 साल से भी ज़्यादा पहले सेमीकंडक्टर लेजर का प्रदर्शन किया था, तो उन्होंने एक तकनीकी क्रांति की शुरुआत की थी। मूर के नियम की तरह, कोई भी व्यक्ति उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर की शानदार उपलब्धियों की भविष्यवाणी नहीं कर सकता था, जिसके बाद कई तरह के नवाचार हुए।

अर्धचालक लेज़रों का भविष्य
भौतिकी के कोई मौलिक नियम नहीं हैं जो इन सुधारों को नियंत्रित करते हैं, लेकिन निरंतर तकनीकी प्रगति से इस घातीय विकास को शानदार तरीके से बनाए रखने की संभावना है। सेमीकंडक्टर लेजर पारंपरिक तकनीकों की जगह लेते रहेंगे और चीजों को बनाने के तरीके को और बदल देंगे। आर्थिक विकास के लिए सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उच्च शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर भी बदल देंगे कि क्या बनाया जा सकता है।