Potentzia handiko ikuspegi orokorraerdieroale laserragarapena lehen zatia
Eraginkortasuna eta potentzia hobetzen jarraitzen duten heinean, laser diodoak (laser diodoen gidaria) teknologia tradizionalak ordezkatzen jarraituko du, eta horrela gauzak egiteko modua aldatuko du eta gauza berrien garapena ahalbidetuko du. Potentzia handiko erdieroaleen laserren hobekuntza nabarmenen ulermena ere mugatua da. Elektroiak laser bihurtzea erdieroaleen bidez 1962an frogatu zen lehen aldiz, eta aurrerapen osagarri ugari etorri dira ondoren, elektroiak produktibitate handiko laser bihurtzeko aurrerapen handiak ekarri dituztenak. Aurrerapen hauek aplikazio garrantzitsuak onartu dituzte biltegiratze optikotik hasi eta sare optikoetaraino eta industria-eremu ugarietaraino.
Aurrerapen hauen eta haien metatutako aurrerapenaren berrikuspenak ekonomiaren arlo askotan eragin handiagoa eta zabalagoa izateko potentziala nabarmentzen du. Izan ere, potentzia handiko erdieroaleen laserren etengabeko hobekuntzarekin, haien aplikazio-eremuak hedapena bizkortuko du, eta eragin sakona izango du hazkunde ekonomikoan.
1. irudia: Luminantziaren eta Moore-ren legearen arteko alderaketa potentzia handiko erdieroale laserretan
Diodoz ponpatutako egoera solidoko laserrak etazuntz laserrak
Potentzia handiko erdieroaleen laserren aurrerapenek laser teknologiaren garapena ere ekarri dute, non erdieroaleen laserrak normalean kristal dopatuak (diodoz ponpatutako egoera solidoko laserrak) edo zuntz dopatuak (zuntz laserrak) kitzikatzeko (ponpatzeko) erabiltzen diren.
Laser erdieroaleek laser energia eraginkorra, txikia eta kostu baxukoa eskaintzen duten arren, bi muga nagusi dituzte: ez dute energiarik gordetzen eta haien distira mugatua da. Funtsean, aplikazio askok bi laser erabilgarri behar dituzte; bata elektrizitatea laser igorpen bihurtzeko erabiltzen da, eta bestea igorpen horren distira hobetzeko.
Diodoz ponpatutako egoera solidoko laserrak.
1980ko hamarkadaren amaieran, laser erdieroaleen erabilerak interes komertzial handia piztu zuen egoera solidoko laserrak ponpatzeko. Diodoz ponpatutako egoera solidoko laserrek (DPSSL) kudeaketa termikoko sistemen (batez ere hozkailu ziklodunak) eta irabazi-moduluen tamaina eta konplexutasuna nabarmen murrizten dituzte, eta hauek historikoki arku-lanparak erabili izan dituzte egoera solidoko laser kristalak ponpatzeko.
Laser erdieroalearen uhin-luzera laser solidoaren irabazi-euskarriarekin duen xurgapen-ezaugarri espektralen gainjartzean oinarrituta hautatzen da, eta horrek nabarmen murriztu dezake karga termikoa arku-lanpararen banda zabaleko emisio-espektroarekin alderatuta. 1064nm-ko uhin-luzera igortzen duten neodimioz dopatutako laserren ospea kontuan hartuta, 808nm-ko laser erdieroalea bihurtu da 20 urte baino gehiagoz laser erdieroaleen ekoizpenean produkturik emankorrena.
Bigarren belaunaldiko diodoen ponpaketa-eraginkortasuna hobetu ahal izan zen erdieroaleen laser multimodalen distira handitu izanari eta 2000ko hamarkadaren erdialdean Bragg sareak (VBGS) erabiliz igorpen-lerro-zabalera estuak egonkortzeko gaitasunari esker. 880 nm inguruko xurgapen-ezaugarri espektral ahul eta estuak interes handia piztu du distira handiko ponpaketa-diodo espektralki egonkorretan. Errendimendu handiagoko laser hauek neodimioa zuzenean ponpatzea ahalbidetzen dute 4F3/2-ko laser maila altuenean, defizit kuantikoak murriztuz eta, horrela, modu fundamentalaren erauzketa hobetuz batez besteko potentzia handiagoan, bestela lente termikoek mugatuko luketena.
Mende honen bigarren hamarkadaren hasieran, potentzia nabarmen handitu zen 1064nm-ko modu bakarreko zeharkako laserretan, baita uhin-luzera ikusgai eta ultramoreetan funtzionatzen zuten maiztasun-bihurketa laserretan ere. Nd: YAG eta Nd: YVO4-ren energia-bizitza luzea kontuan hartuta, DPSSL Q-switched eragiketa hauek pultsu-energia eta potentzia maximo handia ematen dute, eta horrek aproposak bihurtzen ditu material ablatiboen prozesamendurako eta mikromekanizazio-aplikazioetarako.
Argitaratze data: 2023ko azaroaren 6a