Erot puolijohdelaserien ja kuitulaserien välillä

Tärkein eroPuolijohdelaseritjaKuitulaseriton dielektrinen materiaali, jota käytetään lähettämään laservaloa. Puolijohdelasereissa käytettävä vahvistusväliaine on puolijohdemateriaali, yleensä galliumarsenidi jne. Kuitulasereissa käytettävä vahvistusväliaine on optinen kuitu. Molemmat laserit toimivat myös eri tavalla. Puolijohdelaserit voivat saavuttaa suoraan sähköoptisen muunnoksen, toisin sanoen suoraan stimuloida puolijohdemateriaaleja lähettämään laservaloa virran kautta. Kuitulaserit eivät kuitenkaan pysty suoraan saavuttamaan sähköoptista muuntamista. Ne edellyttävät valon käyttöä (yleensä laserdiodista) vahvistusväliaineen pumppaamiseen optisen optisen muuntamisen saavuttamiseksi. Lämmönpoiston suhteen kuitulasereilla on merkittäviä etuja. Yleisesti ottaen kuitulaserit vaativat vain ilmajäähdytyksen, mikä vähentää huomattavasti niiden käyttö- ja ylläpitokustannuksia. Mutta olipa kyseessä optinen kuitu tai puolijohdelaser, niiden ydinteknologia tulee puolijohdelaserin kehityksestä. Siksi puolijohdelaserien toimintaperiaatteen ja suorituskyvyn ymmärtäminen on erittäin tärkeää koko laserteknologian kehityksen ymmärtämisen kannalta.

Seuraavassa on johdanto puolijohdelaserien ja kuitulaserien eroihin.

1. Erilaiset dielektriset materiaalit. Kuitulaserien ja puolijohdelasereiden välinen ero on se, että niissä käytetään erilaisia ​​dielektrisiä materiaaleja lasereiden lähettämiseen. Kuitulaserien käyttämä vahvistusväliaine on optinen kuitu, ja puolijohdelaserien käyttämä vahvistusväliaine on puolijohdemateriaalit, yleensä galliumarsenidi, indiumgalliumarsenidi jne.

2. Erilaiset luminesenssimekanismit. Puolijohdelasereiden luminesenssimekanismi: se on hiukkasten siirtymä johtavuuskaistan ja valenssikaistan välillä fotonien tuottamiseksi. Koska se on puolijohde, voidaan käyttää sähköistä viritystä, joka on suora sähköoptinen muunnos. Optinen kuitu ei voi suoraan toteuttaa sähkö-optista muuntamista, ja sen on käytettävä valoa vahvistusväliaineen pumppaamiseen (yleensä pumpataan laserdiodilla). Se tajuaa muuntamisen valosta optiseksi.

3. Lämmönpoistokyky on erilainen. Kuitulasereilla on hyvä lämmönpoisto ja ne ovat yleensä ilmajäähdytteisiä. Puolijohdelasereihin vaikuttaa suuresti lämpötila. Kun teho on korkea, tarvitaan vesijäähdytystä.

4. Pääominaisuudet Erilaisten kuitulaserien pääominaisuudet ovat laitteen pieni koko ja joustavuus. Laserlähtöspektrissä on monia juovia, hyvä monokromaattisuus ja laaja viritysalue. Ja sen suorituskyvyllä ei ole mitään tekemistä valon polarisaatiosuunnan kanssa, ja laitteen ja optisen kuidun välinen kytkentähäviö on pieni. Muunnostehokkuus on korkea ja laserkynnys matala. Kuitugeometrialla on erittäin pieni tilavuus ja pinta-ala, ja laser ja pumppu voidaan kytkeä täysin yhteen yksimuototilassa. Puolijohdelaserit on helppo integroida muiden puolijohdelaitteiden kanssa. Sen ominaisuudet ovat, että se voidaan suoraan sähköisesti moduloida; optoelektroninen integrointi eri optoelektronisten laitteiden kanssa on helppo toteuttaa; se on kooltaan pieni ja painoltaan kevyt; sillä on alhainen käyttöteho ja virta; sillä on korkea hyötysuhde ja pitkä käyttöikä; se on yhteensopiva puolijohteiden valmistustekniikan kanssa; ja sitä voidaan valmistaa suuria määriä.

5. Erilaisten kuitulaserien sovelluksia käytetään pääasiassa laserkuituviestinnässä, laseravaruuden kaukoviestinnässä, teollisessa laivanrakennuksessa, autoteollisuudessa, laserkaiverruksessa, lasermerkinnässä, laserleikkauksessa, painoteloissa, metallin ja ei-metallin porauksessa, leikkauksessa ja hitsauksessa (juotto, karkaisu), päällystys ja syvähitsaus), sotilaallinen puolustus ja turvallisuus, lääketieteelliset laitteet ja laitteet, laajamittainen infrastruktuuri, muiden laserien pumppulähteenä jne. Puolijohdelasereita käytetään laajalti lasermittauksessa, lidarissa, laserviestinnässä , lasersimulaatioaseet, laservaroitus, laserohjaus ja seuranta, sytytys ja räjäytys, automaattinen ohjaus, ilmaisinlaitteet jne.

Yllä oleva on ero puolijohdelasereiden ja kuitulaserien välillä. Kuten perinteiset solid-state- ja kaasulaserit, myös kuitulaserit koostuvat kolmesta peruselementistä: pumppulähteestä, vahvistusväliaineesta ja resonanssiontelosta. Pumppulähde käyttää yleensä suuritehoista puolijohdelaseria, ja vahvistusväliaine on harvinaisen maametallin seostettu optinen kuitu tai tavallinen epälineaarinen optinen kuitu. Resonanssiontelo voi koostua optisista takaisinkytkentäkomponenteista, kuten kuituhileistä erilaisten lineaaristen resonanssionteloiden muodostamiseksi, tai kytkimillä voidaan muodostaa erilaisia ​​renkaan muotoisia resonaattoreita. resonoiva onkalo. Pumpun valo on kytketty vahvistuskuituun sopivan optisen järjestelmän kautta. Absorboimalla pumpun valon vahvistuskuitu muodostaa hiukkasluvun inversion tai epälineaarisen vahvistuksen ja synnyttää spontaanin emission. Syntynyt spontaani emissiovalo käy läpi viritysvahvistuksen ja resonanssiontelon moodin valinnan ja muodostaa lopuksi vakaan laserlähdön.

Puolijohdelaserien suurin käyttökohde on kuitulaserien ja puolijohdelaserien pumppulähde. Puolijohdelaseria käytettäessä kuitulaserpumppulähteenä voidaan pumppujärjestelmän rakennetta yksinkertaistaa perusteellisesti ja pumpun tehotasoa nostaa yksikkötehoa lisäämällä. Kuitulasereilla ja solid-state lasereilla on yhä korkeammat vaatimukset lähtöteholle, myös puolijohdepumppulähteiden teholle asetetaan korkeammat vaatimukset.

Säteen laadun rajoituksen vuoksi perinteisiä puolijohdelasereita on vaikea käyttää suoraan metallin leikkaamiseen. Viime vuosina puolijohdekytkentätekniikan parantuessa ja uuden säteen yhdistämistekniikan asteittaisen kypsymisen myötä jotkin kilowattitason tai korkeammat kuitulähtöiset puolijohdelaserit voivat myös täyttää säteen laatuvaatimukset leikkaukselle. Lisäksi puolijohdelaser-aallonpituuksien monimuotoisuudesta johtuen lyhytaaltoisten puolijohdelaserien aallonpituus on hyvin lähellä alumiinin aallonpituuden absorptiomaksimia. Siksi autoteollisuudessa suuritehoiset puolijohdelaserit sopivat erittäin hyvin alumiinisten autojen korien hitsaukseen. Tällä hetkellä puolijohdelasereita, joiden laserlähtöteho on 2–6 kW, on käytetty laajalti autoteollisuuden tuotantoprosessissa.

Suoran materiaalinkäsittelyn alalla puolijohdelasereiden säteen laatu on vaikeasti ylitettävä kuitulaserien säteen laatua. Puolijohdelaserit soveltuvat kuitenkin erittäin hyvin ohuiden levyjen hitsaus- ja leikkaussovelluksiin. Suuritehoisten puolijohdelasereiden kehitys on mahdollistanut monia tärkeitä sovelluksia. Nämä laserit ovat korvanneet monia perinteisiä teknologioita ja tuoneet meille monia uusia tuotteita.

Yleisesti ottaen puolijohdelaserien sovellusalat muuttuvat jatkuvasti tekniikan jatkuvan kehityksen myötä ja näitä muutoksia tapahtuu edelleen. Yleisesti ottaen puolijohdelaserit ovat kehittymässä kohti lyhyempiä emissioaallonpituuksia ja suurempia emissiotehoja mukautuakseen markkinoiden nykyisiin tarpeisiin.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.