Laser a semiconduttorepresenta i vantaggi di dimensioni ridotte, leggerezza, elevata efficienza di conversione elettro-ottica, elevata affidabilità e lunga durata. Ha importanti applicazioni nei settori della trasformazione industriale, della biomedicina e della difesa nazionale. Nel 1962, gli scienziati americani hanno sviluppato con successo il primo laser semiconduttore a iniezione di struttura omogenea GaAs di generazione. Nel 1963, Alferov e altri dell'Istituto di fisica Yofei dell'ex Accademia delle scienze sovietica annunciarono lo sviluppo di successo di un laser a semiconduttore a doppia eterogiunzione. Dopo gli anni '80, a causa dell'introduzione della teoria dell'ingegneria delle bande di energia, allo stesso tempo L'emergere di nuovi processi di crescita del materiale epitassiale cristallino [come l'epitassia a fascio molecolare (MBE) e la deposizione di vapore di sostanze chimiche organiche metalliche (MOCVD), ecc.], i laser per pozzi quantistici sono sul palcoscenico della storia, migliorando notevolmente le prestazioni del dispositivo e ottenendo un'elevata potenza di uscita. I laser a semiconduttore ad alta potenza sono principalmente divisi in due strutture: tubo singolo e striscia di barre. La struttura a tubo singolo adotta principalmente il design di un'ampia striscia e di una grande cavità ottica e aumenta l'area di guadagno per ottenere un'elevata potenza e ridurre il danno catastrofico della superficie della cavità; Struttura della striscia di barre È una matrice lineare parallela di più laser a tubo singolo, più laser funzionano contemporaneamente e quindi combinano fasci e altri mezzi per ottenere un'uscita laser ad alta potenza. I laser a semiconduttore originali ad alta potenza sono utilizzati principalmente per il pompaggio di laser a stato solido e laser a fibra, con una banda d'onda di 808 nm. E 980 nm. Con la maturità della banda del vicino infrarossolaser a semiconduttore ad alta potenzala tecnologia dell'unità e la riduzione dei costi, le prestazioni dei laser a stato solido e dei laser a fibra basati su di essi sono state continuamente migliorate. La potenza di uscita dell'onda continua a tubo singolo (CW) Gli 8,1 W del decennio hanno raggiunto il livello di 29,5 W, la potenza di uscita in CW della barra ha raggiunto il livello di 1010 W e la potenza di uscita dell'impulso ha raggiunto il livello di 2800 W, il che ha notevolmente promosso il processo di applicazione della tecnologia laser nel campo della lavorazione. Il costo dei laser a semiconduttore come sorgente di pompa rappresenta per il laser a stato solido totale 1/3~1/2 del costo, che rappresenta 1/2~2/3 dei laser a fibra. Pertanto, il rapido sviluppo di laser a fibra e laser a stato solido ha contribuito allo sviluppo di laser a semiconduttore ad alta potenza. Con il continuo miglioramento delle prestazioni dei laser a semiconduttore e la continua riduzione dei costi, il suo campo di applicazione è diventato sempre più ampio. Come ottenere laser a semiconduttore ad alta potenza è sempre stato l'avanguardia e l'hotspot della ricerca. Per ottenere chip laser a semiconduttore ad alta potenza, è necessario partire da Vengono considerati i tre aspetti della protezione del materiale, della struttura e della superficie della cavità: 1) Tecnologia dei materiali. Può iniziare da due aspetti: aumentare il guadagno e prevenire l'ossidazione. Le tecnologie corrispondenti includono la tecnologia dei pozzi quantici tesa e la tecnologia dei pozzi quantici priva di alluminio. 2) Tecnologia strutturale. Al fine di evitare che il chip si bruci con un'elevata potenza di uscita, viene solitamente utilizzata la tecnologia a guida d'onda asimmetrica e la tecnologia a grande cavità ottica a guida d'onda ampia. 3) Tecnologia di protezione della superficie della cavità. Al fine di prevenire danni catastrofici allo specchio ottico (COMD), le principali tecnologie includono la tecnologia della superficie della cavità non assorbente, la tecnologia di passivazione della superficie della cavità e la tecnologia del rivestimento. Con vari settori Lo sviluppo di diodi laser, sia usati come sorgente di pompaggio che applicati direttamente, ha avanzato ulteriori richieste alle sorgenti di luce laser a semiconduttore. In caso di requisiti di potenza maggiori, per mantenere un'elevata qualità del raggio, è necessario eseguire la combinazione del raggio laser. Combinazione del raggio laser a semiconduttore La tecnologia del raggio comprende principalmente: tecnologia di combinazione di fasci convenzionali (TBC), tecnologia di combinazione di lunghezze d'onda dense (DWDM), tecnologia di combinazione spettrale (SBC), tecnologia di combinazione di fasci coerenti (CBC), ecc.
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