उच्च शक्ति अर्धचालक लेजर विकास भाग दो का अवलोकन

उच्च शक्ति का अवलोकनअर्धचालक लेजरविकास भाग दो

फाइबर लेजर.
फाइबर लेज़र उच्च शक्ति वाले अर्धचालक लेज़रों की चमक को परिवर्तित करने का एक किफ़ायती तरीका प्रदान करते हैं। हालाँकि तरंगदैर्ध्य बहुसंकेतन प्रकाशिकी अपेक्षाकृत कम चमक वाले अर्धचालक लेज़रों को अधिक चमकीली लेज़रों में परिवर्तित कर सकती है, लेकिन इसके लिए बढ़ी हुई वर्णक्रमीय चौड़ाई और प्रकाश-यांत्रिक जटिलता की कीमत चुकानी पड़ती है। फाइबर लेज़र 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 लेज़रों को प्रभावी ढंग से प्रविष्ट करा सकते हैं, जिससे उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों को अधिक चमकदार प्रकाश स्रोतों में परिवर्तित करने का एक अधिक किफायती तरीका बनता है। यटरबियम-डोपेड (Yb) फाइबर के लिए, पंप 915nm पर केंद्रित एक विस्तृत अवशोषण बैंड, या 976nm के पास एक संकरे अवशोषण बैंड को उत्तेजित करता है। जैसे-जैसे पंपिंग तरंगदैर्ध्य फाइबर लेज़र की लेज़िंग तरंगदैर्ध्य के करीब पहुँचती है, तथाकथित क्वांटम घाटा कम हो जाता है, जिससे दक्षता अधिकतम हो जाती है और नष्ट होने वाली अपशिष्ट ऊष्मा की मात्रा न्यूनतम हो जाती है।

फाइबर लेज़रऔर डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेज़र दोनों ही प्रकाश की चमक में वृद्धि पर निर्भर करते हैं।डायोड लेजरसामान्यतः, जैसे-जैसे डायोड लेज़रों की चमक बढ़ती जाती है, उनके द्वारा प्रक्षेपित लेज़रों की शक्ति भी बढ़ती जाती है। अर्धचालक लेज़रों की चमक में सुधार से चमक रूपांतरण में अधिक दक्षता आती 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 पुन: उपयोग योजनाओं को भी सक्षम करेगी।

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

बाजार और अनुप्रयोग

उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों में प्रगति ने कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों को संभव बनाया है। चूँकि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों की प्रति चमक वाट लागत में तेज़ी से कमी आई है, इसलिए ये लेज़र पुरानी तकनीकों का स्थान ले रहे हैं और नई उत्पाद श्रेणियों को भी संभव बना रहे हैं।

हर दशक में लागत और प्रदर्शन में दस गुना से ज़्यादा सुधार के साथ, उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों ने बाज़ार में अप्रत्याशित रूप से खलबली मचा दी है। हालाँकि भविष्य के अनुप्रयोगों का सटीक अनुमान लगाना मुश्किल है, लेकिन पिछले तीन दशकों पर नज़र डालकर अगले दशक की संभावनाओं की कल्पना करना भी उपयोगी है (चित्र 2 देखें)।

जब हॉल ने 50 साल से भी ज़्यादा पहले सेमीकंडक्टर लेज़र का प्रदर्शन किया था, तो उन्होंने एक तकनीकी क्रांति की शुरुआत की थी। मूर के नियम की तरह, उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों की शानदार उपलब्धियों और उसके बाद आए विभिन्न नवाचारों की कोई भी भविष्यवाणी नहीं कर सकता था।

अर्धचालक लेज़रों का भविष्य
इन सुधारों को नियंत्रित करने वाले भौतिकी के कोई मूलभूत नियम नहीं हैं, लेकिन निरंतर तकनीकी प्रगति इस घातीय विकास को वैभव के साथ बनाए रखने की संभावना रखती है। अर्धचालक लेज़र पारंपरिक तकनीकों की जगह लेते रहेंगे और चीज़ों के निर्माण के तरीके को और बदल देंगे। आर्थिक विकास के लिए और भी महत्वपूर्ण बात यह है कि उच्च-शक्ति वाले अर्धचालक लेज़र भी निर्माण की संभावनाओं को बदल देंगे।