ಹೈ ಪವರ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಡೆವಲಪ್ಮೆಂಟ್ ಪಾರ್ಟ್ ಒನ್ ನ ಅವಲೋಕನ

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅವಲೋಕನಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಭಾಗ ಒಂದು

ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತಲೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು (ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳ ಚಾಲಕ) ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮಾಡುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿಯ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ಸುಧಾರಣೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಸಹ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಲೇಸರ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಮೊದಲು 1962 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನದ ಲೇಸರ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವಲ್ಲಿ ಭಾರಿ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ವಿವಿಧ ಪೂರಕ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಅನುಸರಿಸಿವೆ. ಈ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕಿಂಗ್‌ಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಿವೆ.

ಈ ಪ್ರಗತಿಯ ವಿಮರ್ಶೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸಂಚಿತ ಪ್ರಗತಿಯು ಆರ್ಥಿಕತೆಯ ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕ ಪರಿಣಾಮದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಹೈ-ಪವರ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ನಿರಂತರ ಸುಧಾರಣೆಯೊಂದಿಗೆ, ಅದರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ತೀವ್ರ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1: ಪ್ರಕಾಶಮಾನತೆ ಮತ್ತು ಮೂರ್ ಅವರ ಹೈ ಪವರ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಹೋಲಿಕೆ

ಡಯೋಡ್-ಪಂಪ್ಡ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತುನಾರು ಲೇಸರ್

ಹೈ-ಪವರ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಡೌನ್‌ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಡೋಪ್ಡ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು (ಡಯೋಡ್-ಪಂಪ್ಡ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್ಗಳು) ಅಥವಾ ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳು (ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು) ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ದಕ್ಷ, ಸಣ್ಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಲೇಸರ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿದರೂ, ಅವುಗಳು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿವೆ: ಅವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೊಳಪು ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಮೂಲತಃ, ಅನೇಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಎರಡು ಉಪಯುಕ್ತ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ; ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಲೇಸರ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ಆ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಹೊಳಪನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಡಯೋಡ್-ಪಂಪ್ಡ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು.
1980 ರ ದಶಕದ ಉತ್ತರಾರ್ಧದಲ್ಲಿ, ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಬಳಕೆಯು ಗಮನಾರ್ಹ ವಾಣಿಜ್ಯ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು. ಡಯೋಡ್-ಪಂಪ್ಡ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್ಗಳು (ಡಿಪಿಎಸ್ಎಸ್ಎಲ್) ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ (ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಸೈಕಲ್ ಕೂಲರ್‌ಗಳು) ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ನಾಟಕೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳನ್ನು ಗಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಐತಿಹಾಸಿಕವಾಗಿ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಚಾಪ ದೀಪಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದೆ.

ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ನ ಲಾಭ ಮಾಧ್ಯಮದೊಂದಿಗೆ ರೋಹಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅತಿಕ್ರಮಣವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್‌ನ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಚಾಪ ದೀಪದ ವೈಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ವರ್ಣಪಟಲಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಉಷ್ಣ ಹೊರೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 1064nm ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ನಿಯೋಡೈಮಿಯಮ್-ಡೋಪ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಜನಪ್ರಿಯತೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, 808nm ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ 20 ವರ್ಷಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಉತ್ಪಾದಕ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ.

ಎರಡನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸುಧಾರಿತ ಡಯೋಡ್ ಪಂಪಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯು ಮಲ್ಟಿ-ಮೋಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿದ ಹೊಳಪು ಮತ್ತು 2000 ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಬೃಹತ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು (ವಿಬಿಜಿ) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕಿರಿದಾದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದ ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಸುಮಾರು 880nm ನ ದುರ್ಬಲ ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ರೋಹಿತ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವರ್ಣಪಟಲದ ಸ್ಥಿರವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊಳಪು ಪಂಪ್ ಡಯೋಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕಿದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ನಿಯೋಡೈಮಿಯಮ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ 4 ಎಫ್ 3/2 ರ ಮೇಲಿನ ಲೇಸರ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೊರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸರಾಸರಿ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತ ಮೋಡ್ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಅದು ಉಷ್ಣ ಮಸೂರಗಳಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಈ ಶತಮಾನದ ಎರಡನೇ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಏಕ-ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ವರ್ಸ್ ಮೋಡ್ 1064nm ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವಿದ್ಯುತ್ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ನಾವು ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದ್ದೇವೆ, ಜೊತೆಗೆ ಗೋಚರ ಮತ್ತು ನೇರಳಾತೀತ ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅವುಗಳ ಆವರ್ತನ ಪರಿವರ್ತನೆ ಲೇಸರ್‌ಗಳು. ND: YAG ಮತ್ತು ND: YVO4 ನ ದೀರ್ಘ ಮೇಲಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಈ DPSSL Q- ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಾಡಿ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಅಬ್ಲೆಟಿವ್ ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿಖರವಾದ ಮೈಕ್ರೊಚಿನಿಂಗ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.