고출력 개요반도체 레이저개발 2부
파이버 레이저.
파이버 레이저는 고출력 반도체 레이저의 밝기를 비용 효율적으로 변환하는 방법을 제공합니다. 파장 다중화 광학 장치를 사용하면 상대적으로 밝기가 낮은 반도체 레이저를 더 밝은 레이저로 변환할 수 있지만, 스펙트럼 폭이 넓어지고 광기계적 복잡성이 증가한다는 단점이 있습니다. 파이버 레이저는 밝기 변환에 특히 효과적인 것으로 입증되었습니다.
1990년대에 도입된 이중 클래드 광섬유는 다중 모드 클래딩으로 둘러싸인 단일 모드 코어를 사용하며, 고출력, 저비용 다중 모드 반도체 펌프 레이저를 광섬유에 효과적으로 도입하여 고출력 반도체 레이저를 더 밝은 광원으로 변환하는 더욱 경제적인 방법을 제공합니다. 이터븀 도핑(Yb) 광섬유의 경우, 펌프는 915nm 중심의 넓은 흡수 대역 또는 976nm 근처의 좁은 흡수 대역을 여기시킵니다. 펌핑 파장이 광섬유 레이저의 레이저 파장에 가까워짐에 따라, 소위 양자 결손이 감소하여 효율이 극대화되고 소모되는 열량이 최소화됩니다.
파이버 레이저다이오드 펌핑 고체 레이저는 모두 밝기 증가에 의존합니다.다이오드 레이저일반적으로 다이오드 레이저의 밝기가 향상됨에 따라 펌핑하는 레이저의 출력도 증가합니다. 반도체 레이저의 밝기 향상은 밝기 변환 효율을 높이는 경향이 있습니다.
예상대로, 좁은 흡수 특성을 갖는 고체 레이저에 대한 낮은 양자 결핍 펌핑을 가능하게 하는 미래 시스템과 직접 반도체 레이저 응용 분야에 대한 고밀도 파장 재사용 방식을 구현하려면 공간적, 스펙트럼적 밝기가 필요할 것입니다.
그림 2: 고출력의 밝기 증가반도체 레이저응용 프로그램을 확장할 수 있습니다
시장 및 응용 분야
고출력 반도체 레이저의 발전은 여러 중요한 응용 분야를 가능하게 했습니다. 고출력 반도체 레이저의 휘도(W)당 비용이 기하급수적으로 감소함에 따라, 이러한 레이저는 기존 기술을 대체하는 동시에 새로운 제품군을 가능하게 합니다.
10년마다 비용과 성능이 10배 이상 향상되면서 고출력 반도체 레이저는 예상치 못한 방식으로 시장을 혁신해 왔습니다. 미래의 응용 분야를 정확하게 예측하기는 어렵지만, 지난 30년을 되돌아보고 향후 10년의 가능성을 상상해 보는 것도 유익합니다(그림 2 참조).
50여 년 전 홀이 반도체 레이저를 시연했을 때, 그는 기술 혁명을 일으켰습니다. 무어의 법칙처럼, 고출력 반도체 레이저가 이후 다양한 혁신을 통해 눈부신 성과를 거둘 것이라고는 누구도 예측하지 못했을 것입니다.
반도체 레이저의 미래
이러한 발전을 지배하는 근본적인 물리 법칙은 없지만, 지속적인 기술 발전은 이러한 기하급수적인 발전을 눈부시게 이어갈 것으로 보입니다. 반도체 레이저는 앞으로도 기존 기술을 대체하고 사물의 제작 방식을 더욱 변화시킬 것입니다. 경제 성장에 더 중요한 것은, 고출력 반도체 레이저가 제작 방식 또한 변화시킬 것이라는 점입니다.
게시 시간: 2023년 11월 7일