હાઇ પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ડેવલપમેન્ટ ભાગ બેનો ઝાંખી

ઉચ્ચ શક્તિનો ઝાંખીસેમિકન્ડક્ટર લેસરવિકાસ ભાગ બે

ફાઇબર લેસર.
ફાઇબર લેસરો ઉચ્ચ શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની તેજને રૂપાંતરિત કરવા માટે ખર્ચ-અસરકારક રીત પ્રદાન કરે છે. જોકે તરંગલંબાઇ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ઓપ્ટિક્સ પ્રમાણમાં ઓછી તેજતાવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરોને તેજસ્વીમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, આ વધેલી સ્પેક્ટ્રલ પહોળાઈ અને ફોટોમિકેનિકલ જટિલતાના ખર્ચે આવે છે. ફાઇબર લેસરો તેજ રૂપાંતરમાં ખાસ કરીને અસરકારક સાબિત થયા છે.

1990 ના દાયકામાં રજૂ કરાયેલા ડબલ-ક્લેડ ફાઇબર્સ, મલ્ટિમોડ ક્લેડિંગથી ઘેરાયેલા સિંગલ-મોડ કોરનો ઉપયોગ કરીને, ઉચ્ચ-શક્તિ, ઓછી કિંમતના મલ્ટિમોડ સેમિકન્ડક્ટર પંપ લેસરોને ફાઇબરમાં અસરકારક રીતે દાખલ કરી શકે છે, જે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરોને તેજસ્વી પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાં રૂપાંતરિત કરવાની વધુ આર્થિક રીત બનાવે છે. યટરબિયમ-ડોપેડ (Yb) ફાઇબર્સ માટે, પંપ 915nm પર કેન્દ્રિત વિશાળ શોષણ બેન્ડ અથવા 976nm ની નજીક સાંકડી શોષણ બેન્ડને ઉત્તેજિત કરે છે. જેમ જેમ પમ્પિંગ તરંગલંબાઇ ફાઇબર લેસરની લેસિંગ તરંગલંબાઇની નજીક પહોંચે છે, તેમ તેમ કહેવાતા ક્વોન્ટમ ખાધમાં ઘટાડો થાય છે, કાર્યક્ષમતા મહત્તમ થાય છે અને વિસર્જન કરવાની જરૂર પડતી કચરાની ગરમીનું પ્રમાણ ઓછું થાય છે.

ફાઇબર લેસરોઅને ડાયોડ-પમ્પ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો બંને તેજમાં વધારા પર આધાર રાખે છેડાયોડ લેસર. સામાન્ય રીતે, જેમ જેમ ડાયોડ લેસરોની તેજ સુધરે છે, તેમ તેમ તેઓ જે લેસરોને પંપ કરે છે તેની શક્તિ પણ વધે છે. સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની તેજ સુધારણા વધુ કાર્યક્ષમ તેજ રૂપાંતરણને પ્રોત્સાહન આપે છે.

જેમ આપણે અપેક્ષા રાખીએ છીએ, ભવિષ્યની સિસ્ટમો માટે અવકાશી અને વર્ણપટીય તેજ જરૂરી બનશે જે સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોમાં સાંકડી શોષણ સુવિધાઓ માટે ઓછા ક્વોન્ટમ ખાધ પમ્પિંગને સક્ષમ બનાવશે, તેમજ ડાયરેક્ટ સેમિકન્ડક્ટર લેસર એપ્લિકેશનો માટે ગાઢ તરંગલંબાઇ પુનઃઉપયોગ યોજનાઓ.

આકૃતિ 2: હાઇ-પાવરની વધેલી તેજસેમિકન્ડક્ટર લેસરોએપ્લિકેશનોને વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે

બજાર અને એપ્લિકેશન

હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં પ્રગતિએ ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો શક્ય બનાવ્યા છે. હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની બ્રાઇટનેસ વોટ દીઠ કિંમતમાં ઝડપથી ઘટાડો થયો હોવાથી, આ લેસરો જૂની તકનીકોને બદલે છે અને નવી ઉત્પાદન શ્રેણીઓને સક્ષમ બનાવે છે.

દર દાયકામાં ખર્ચ અને કામગીરીમાં 10 ગણાથી વધુ સુધારો થઈ રહ્યો છે, તેથી ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરો અણધારી રીતે બજારને વિક્ષેપિત કરી રહ્યા છે. જ્યારે ભવિષ્યના ઉપયોગોની ચોકસાઈ સાથે આગાહી કરવી મુશ્કેલ છે, ત્યારે આગામી દાયકાની શક્યતાઓની કલ્પના કરવા માટે છેલ્લા ત્રણ દાયકામાં પાછળ જોવું પણ ઉપદેશક છે (આકૃતિ 2 જુઓ).

જ્યારે હોલે ૫૦ વર્ષ પહેલાં સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનું પ્રદર્શન કર્યું, ત્યારે તેમણે એક ટેકનોલોજીકલ ક્રાંતિ શરૂ કરી. મૂરના નિયમની જેમ, કોઈ પણ વ્યક્તિ ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની તેજસ્વી સિદ્ધિઓની આગાહી કરી શક્યું ન હતું જે વિવિધ નવીનતાઓ સાથે અનુસરવામાં આવશે.

સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનું ભવિષ્ય
આ સુધારાઓને નિયંત્રિત કરતા ભૌતિકશાસ્ત્રના કોઈ મૂળભૂત નિયમો નથી, પરંતુ સતત તકનીકી પ્રગતિ આ ઘાતાંકીય વિકાસને ભવ્યતામાં ટકાવી રાખવાની શક્યતા છે. સેમિકન્ડક્ટર લેસરો પરંપરાગત તકનીકોને બદલવાનું ચાલુ રાખશે અને વસ્તુઓ બનાવવાની રીતમાં વધુ ફેરફાર કરશે. આર્થિક વિકાસ માટે વધુ અગત્યનું, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર લેસરો પણ શું બનાવી શકાય છે તે બદલશે.