고출력 반도체 레이저 개발 개요 2부

고출력 개요반도체 레이저개발 파트 2

파이버 레이저.
광섬유 레이저는 고출력 반도체 레이저의 밝기를 비용 효율적으로 변환하는 방법을 제공합니다. 파장 다중화 광학계를 사용하면 비교적 밝기가 낮은 반도체 레이저를 더 밝은 레이저로 변환할 수 있지만, 이는 스펙트럼 폭 증가 및 광기계적 복잡성 증가라는 단점을 수반합니다. 광섬유 레이저는 이러한 밝기 변환에 특히 효과적인 것으로 입증되었습니다.

1990년대에 도입된 이중 클래드 광섬유는 단일 모드 코어를 다중 모드 클래딩으로 둘러싼 구조를 사용하여 고출력, 저비용의 다중 모드 반도체 펌프 레이저를 광섬유에 효과적으로 도입할 수 있게 해줌으로써 고출력 반도체 레이저를 더욱 밝은 광원으로 변환하는 경제적인 방법을 제공합니다. 이터븀(Yb) 도핑 광섬유의 경우, 펌프는 915nm를 중심으로 하는 넓은 흡수 대역 또는 976nm 부근의 좁은 흡수 대역을 여기시킵니다. 펌핑 파장이 광섬유 레이저의 발진 파장에 가까워질수록 소위 양자 결손이 감소하여 효율이 극대화되고 방출해야 하는 폐열량이 최소화됩니다.

파이버 레이저다이오드 펌핑 고체 레이저는 모두 밝기 증가에 의존합니다.다이오드 레이저일반적으로 다이오드 레이저의 밝기가 향상됨에 따라, 이 레이저가 구동하는 레이저의 출력 또한 증가합니다. 반도체 레이저의 밝기 향상은 밝기 변환 효율을 높이는 경향이 있습니다.

예상대로, 공간적 및 스펙트럼적 밝기는 고체 레이저에서 좁은 흡수 특성을 위한 낮은 양자 결손 펌핑과 반도체 레이저 직접 응용 분야를 위한 고밀도 파장 재사용 방식을 가능하게 하는 미래 시스템에 필수적일 것입니다.

그림 2: 고출력의 밝기 증가반도체 레이저애플리케이션 확장을 가능하게 합니다

시장 및 적용 분야

고출력 반도체 레이저 기술의 발전으로 많은 중요한 응용 분야가 가능해졌습니다. 고출력 반도체 레이저의 와트당 밝기 비용이 기하급수적으로 감소함에 따라, 이러한 레이저는 기존 기술을 대체할 뿐만 아니라 새로운 제품 범주를 창출하고 있습니다.

매 10년마다 비용과 성능이 10배 이상 향상되면서 고출력 반도체 레이저는 예상치 못한 방식으로 시장에 혁신을 가져왔습니다. 미래의 응용 분야를 정확하게 예측하기는 어렵지만, 지난 30년을 되돌아보며 다음 10년의 가능성을 상상해 보는 것은 유익합니다(그림 2 참조).

50여 년 전 홀이 반도체 레이저를 시연했을 때, 그는 기술 혁명을 일으켰습니다. 무어의 법칙처럼, 그 누구도 이후 다양한 혁신을 통해 이루어진 고출력 반도체 레이저의 눈부신 발전을 예측할 수 없었습니다.

반도체 레이저의 미래
이러한 성능 향상을 지배하는 근본적인 물리 법칙은 없지만, 지속적인 기술 발전은 이러한 기하급수적인 발전을 더욱 가속화할 것으로 예상됩니다. 반도체 레이저는 기존 기술을 대체하고 제품 생산 방식을 혁신적으로 변화시킬 것입니다. 경제 성장에 더욱 중요한 것은 고출력 반도체 레이저가 생산 가능한 제품의 종류 자체를 바꿔놓을 것이라는 점입니다.