シングルバーダイオードレーザー幅広いアプリケーション、広い波長範囲

Jul 03, 2017

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シングルバーダイオードレーザーは、近年最も急速に成長し、広く使用されている新しいレーザーです。彼の開発は、半導体レーザーの開発と切り離せません。最初のルビーレーザーの1960年のデビュー。 1962年に、最初の均質接合ガリウム砒素半導体レーザーが登場しました。 1963年、ニューマンは最初に、固体レーザーポンプソースの概念として半導体の使用を提案しました。 LD出力が増加すると、1968年にロスは最初にGaAsレーザーダイオード励起Nd:YAGレーザーの使用を実現しました。 1973年に初めて、パルスLDエンドポンプNd:YAGレーザーが報告され、エンドポンプポンピングの利点が指摘されました。 CheslerとSinghは、マルチ横モードとシングル横モードでのエンドポンプレーザーの理論モデルを示しており、均一ポンプの仮定に基づく理論ポンプしきい値は、基本的に実験結果と一致しています。 1976年、超発光ダイオードを備えたNd:YAGレーザーが、連続動作のために室温で励起されました。 1980年代以降、半導体レーザーとその一連の研究は大きな進歩を遂げ、固体レーザーデバイス、技術、アプリケーション開発を大いに促進し、固体レーザーの包括的な復活につながりました。量子井戸構造の出現と、有機金属化学蒸着(MOCVD)や分子線エピタキシー(MBE)などの結晶成長技術の成長により、LDのしきい値電流が明らかに低下し、変換効率と出力が大幅に向上します。 1Wから2Wの改良された単一半導体レーザーアレイ出力。 100mwから200mw.90年の単一LD連続出力パワー、レーザーダイオードの製造技術と製造プロセスは徐々に成熟し、寿命、信頼性が大幅に向上し、DPLの開発と新しい進歩の応用が特に顕著です。 1992年、シングルバーダイオードレーザー米国ローラン-リバーモア国立研究所は、キロワットクラスの高出力シングルバーダイオードレーザーの開発に成功しました。 1994年に、米国エネルギー省はGG quot; National Ignition Facility GGquot;の承認を発表しました。プログラム。 2001秋山ほかスリーウェイサイドポンプNd:YAGレーザーを使用して、22%の電気光学変換効率で5.4kWのレーザー出力を取得しました。 2002年、米国のTRW社は、5.4kW出力のレーザーダイオード励起Nd:YAGレーザーを開発しました。 2006年、米国のNordiskは19kWのレーザー出力を達成することに成功しました。要約すると、DPLは固体レーザーの中で最もダイナミックで有望です。

ダイオード励起レーザーは、高出力、高ビーム品質の出力、小さな熱効果、高効率、コンパクトなデバイス構造という利点を備えているため、情報技術の重要なデバイスになります。その幅広い用途、広い波長範囲、開発の速度は、他のタイプのレーザーには匹敵しません。

現在、ダイオード励起固体レーザーの分野は、軍事、医療、工業、その他の分野など、非常に広範です。

軍事用途の分野:レーザー出力の向上が続く中、徐々に改善されるビーム品質、軍事分野でのDPLはますます広くなっています。大きな進歩を達成するための重要な技術により、高エネルギーレーザー兵器は直接的な致命的な兵器になります。 2002年、米国は軍用車両に0.5kWの全固体レーザーを搭載することに成功しました。これは、Zeus GG#39として知られる軍用地雷除去車両に使用され、小型、セキュリティ、高速移動性、地雷除去速度を備えています。米軍による賞賛。高精度、高速、低公害、柔軟性などの利点を備えた高出力レーザー兵器、光電対決におけるシングルバーダイオードレーザー、レーザーハードおよびソフトキル、レーザーブラインドおよびその他の分野には幅広い用途があります。米軍は、基礎、宇宙ベースの高エネルギーレーザー兵器開発計画、船上高エネルギーレーザー兵器開発計画、空中高エネルギーレーザー兵器開発など、さまざまなプラットフォームで高エネルギーレーザー兵器を開発するための戦略を策定しました。予定。米国空軍GG#39;の空中レーザー技術と陸軍GG#39;のモバイル戦術高エネルギーレーザープログラムは、シングルバーダイオードレーザーで強気であり、100kWのターゲットに対して最初のターゲットは20kWです。

医療用途の分野では、皮膚の美しさ、歯科、耳鼻咽喉科、外科、眼科、脳神経外科、心臓血管などのレーザーが広く使用されています。レーザー治療器具の利点は、正確で、制御可能で、治療された創傷外傷、出血が少ない、感染のない非接触、および切開部周辺の組織への損傷が最小限であるということです。医療用レーザーには、安定性とより長い耐用年数が必要です。 LDまたはフラッシュポンプNd:YAGレーザーは、乗算および混合することにより、手術用の光ファイバ伝送を通じて多波長変換を実現できます。しかし、固体レーザー媒質の熱歪みとフラッシュランプの経年劣化により、光強度の大きな変動が発生し、ビーム品質が悪化し、巨大な電源と水冷システムを使用する必要があります。その使用を制限します。生体組織の80%が水で構成されているため、Er、Tm、Hoで励起されたシングルバーダイオードレーザーLD、赤外線固体レーザーの波長2〜3nmは生体組織に強く吸収され、浸透の深さは比較的浅いため、炭化が発生せず、分子結合の切断が発生します。これは、心臓血管手術や筋炎手術に最適です。医療用レーザー機器の未来は、より高いエネルギー、より簡単な操作、より安定した、より洗練された、そして他の方向に向かっているでしょう。