Large gamme d'applications de laser à diode à barre unique, large gamme de longueurs d'onde

Jul 03, 2017

Laisser un message

Les lasers à diode à barre unique sont les nouveaux lasers à la croissance la plus rapide et largement utilisés ces dernières années. Son développement est indissociable du développement des lasers à semi-conducteurs. 1960 début des premiers lasers à rubis. En 1962, les premiers lasers semi-conducteurs à l'arséniure de gallium à jonction homogène sont sortis. En 1963, Newman a proposé pour la première fois l'utilisation du semi-conducteur comme concept de source de pompe laser à semi-conducteurs. Avec l'augmentation de la puissance de sortie LD, en 1968, Ross a réalisé pour la première fois l'utilisation du laser Nd: YAG pompé par diode laser GaAs. Pour la première fois en 1973, des lasers Nd: YAG à pompage terminal LD ​​pulsé ont été signalés et ont souligné les avantages du pompage final. Chesler et Singh donnent le modèle théorique du laser pompé en bout dans le mode multi-transverse et le mode transverse unique, et le seuil de pompe théorique basé sur l'hypothèse d'une pompe uniforme est fondamentalement cohérent avec les résultats expérimentaux. En 1976, des lasers Nd: YAG à diodes ultra-lumineuses ont été pompés à température ambiante pour un fonctionnement continu. Depuis les années 1980, le laser à semi-conducteur et son éventail de travaux de recherche ont fait une percée majeure, ont grandement favorisé le développement des dispositifs laser à semi-conducteurs, de la technologie et des applications, et ont conduit à une renaissance complète des lasers à semi-conducteurs. Avec l'apparition de la structure de puits quantiques et la croissance de la technologie de croissance cristalline telle que le dépôt chimique en phase vapeur de métal organique (MOCVD) et l'épitaxie par faisceau moléculaire (MBE), le courant de seuil de LD est évidemment réduit, l'efficacité de conversion et la puissance de sortie sont considérablement améliorées puissance de sortie améliorée du réseau laser à semi-conducteur unique de 1W à 2W. Une seule puissance de sortie continue LD de 100 mw à 200 mw.90 ans, la technologie de production de diodes laser et le processus de production mûrissent progressivement, la durée de vie, la fiabilité s'est grandement améliorée, ce qui est particulièrement important dans le développement et l'application de nouveaux progrès par DPL. 1992, Laser à diode à barre unique aux États-Unis Laurent - Le Laboratoire national de Rivermore a développé avec succès un laser à diode à barre unique haute puissance de classe kilowatts. En 1994, le département américain de l'énergie a annoncé l'approbation du&«National Ignition Facility GG»; programme. 2001 Akiyama et al. Utilisation d'un laser Nd: YAG à trois voies à pompage latéral pour obtenir une sortie laser de 5,4 kW avec un rendement de conversion électro-optique de 22%. En 2002, la société américaine TRW a développé un laser Nd: YAG pompé par diode laser de 5,4 kW. En 2006, les États-Unis Nordisk ont ​​réussi à obtenir une puissance laser de 19 kW. En résumé, DPL est le plus dynamique et le plus prometteur des lasers à semi-conducteurs.

Comme le laser pompé par diode présente les avantages d'une puissance élevée, d'une sortie de qualité de faisceau élevée, d'un petit effet thermique, d'un rendement élevé et d'une structure de dispositif compacte, il devient le dispositif clé de la technologie de l'information. Sa large gamme d'applications, sa large gamme de longueurs d'onde, la vitesse de développement sont d'autres types de lasers ne peuvent pas correspondre.

À l'heure actuelle, le domaine des lasers à semi-conducteurs à pompage par diode est très étendu, comme les domaines militaire, médical, industriel et autres.

Dans le domaine des applications militaires: Avec la puissance de sortie du laser continue de s'améliorer, la qualité du faisceau de l'amélioration progressive, DPL dans le domaine militaire de plus en plus largement. Avec la technologie clé pour réaliser une percée majeure, les armes laser à haute énergie deviennent une arme mortelle directe. En 2002, les États-Unis ont chargé avec succès des lasers à semi-conducteurs de 0,5 kW sur des véhicules militaires, utilisés pour le déminage militaire, connus sous le nom de véhicules de déminage de Zeus&avec sa petite taille, sa sécurité, sa mobilité rapide élevée, sa vitesse de déminage par l'armée américaine de louanges. Les armes laser haute puissance avec une haute précision, une vitesse, une faible pollution, des avantages flexibles et autres, le laser à diode à barre unique dans la confrontation photoélectrique, la destruction dure et douce du laser, l'aveuglement laser et d'autres domaines ont un large éventail d'applications. L'armée américaine a développé une stratégie pour le développement d'armes laser à haute énergie sur diverses plates-formes, y compris les fondations, les plans de développement d'armes laser à haute énergie basées dans l'espace, les plans de développement d'armes laser à haute énergie à bord des navires et le développement d'armes laser à haute énergie aéroportées. des plans. La technologie laser aéroportée de l'US Air Force&et le programme laser tactique à haute énergie mobile de l'armée&sont optimistes sur le laser à diode à barre unique et la première cible 20kW pour les cibles 100kW.

Dans le domaine des applications médicales: le laser dans la beauté de la peau, la dentisterie, l'ORL, la chirurgie, l'ophtalmologie, la neurochirurgie, le système cardiovasculaire, etc. a été largement utilisé. Les avantages des instruments de traitement au laser sont les suivants: précision, traumatisme de la plaie traité et contrôlable, moins de saignements, absence de contact sans infection et dommages minimes au tissu autour de l'incision. Les lasers médicaux nécessitent une stabilité et une durée de vie plus longue. En multipliant et en mélangeant, les lasers LD ou Nd: YAG à pompage flash peuvent réaliser une conversion multi-longueurs d'onde, par transmission par fibre optique pour la chirurgie. Cependant, en raison de la distorsion thermique du milieu laser solide et du vieillissement de la lampe flash, il en résultera une grande fluctuation de l'intensité lumineuse, ce qui aggravera la qualité de son faisceau et la nécessité d'utiliser une énorme alimentation électrique et un système de refroidissement par eau, ce qui limite son utilisation. Comme 80% du tissu biologique est composé d'eau, Laser à diode à barre unique LD pompé avec Er, Tm, Ho, la longueur d'onde de 2 ~ 3 nm dans le laser solide infrarouge peut être fortement absorbée par le tissu biologique, la profondeur de pénétration est relativement peu profond, il ne se produira pas de carbonisation et provoquera des ruptures de liaison moléculaire, idéal pour la chirurgie cardiovasculaire et la chirurgie de la myopie. L'avenir des équipements laser médicaux sera vers une énergie plus élevée, plus facile à utiliser, plus stable, plus sophistiquée et dans une autre direction.