لیزرهای دیود

پاسخ نیمه هادی

در دهه 1970 ، اولین دیودهای نزدیک به IR برای استفاده در دستگاه های پخش سی دی ساخته شدند. این دستگاه ها کم نیرو بر اساس مواد نیمه هادی آلومینیوم گالیم آرسنید (AlGaAs) بودند که در 780 نانومتر ساطع می شوند. پیشرفت تدریجی در فناوری نیمه هادی III-V همراه با طراحی دستگاه های جدید ، لیزرهای دیود را وارد معرکه صنعتی کرد.

  

به عنوان مثال ، لیزرهای دیود مبتنی بر GaAs در تبدیل نیروی الکتریکی به قدرت نوری در قسمت قرمز و IR طیف بسیار کارآمد هستند و امروزه برای پمپاژ نوری و به عنوان منابع مستقیم در برش فلزات استفاده می شوند. نیمه هادی ها مقیاس پذیری را در حجم انبوه ارائه می دهند ، و همانطور که راندمان تبدیل نیرو باعث صرفه جویی در هزینه های عملیاتی می شود ، این فناوری خصوصاً در ارتباطات رشد می کند ، که به زمینه سازی برای رشد آن در سایر برنامه ها کمک می کند.

تولید کننده Optoelectronics Osram Opto Semiconductors در Regensburg ، آلمان ، اولین میله های لیزر GaAs کلاس کیلووات را با اندازه 1 سانتی متر در سال 2007 برای کاربردهای صنعتی با طول موج قرمز و IR معرفی کرد و در دهه بعد ، بازده تبدیل عملکرد را 35٪ به بیشتر کرد بیش از 65٪ برای دستگاه های مختلف بین 780 تا 980 نانومتر کار می کنند. اما برای فرآیندهای صنعتی کلاس کیلوواتی مانند برش ، جوشکاری و لحیم کاری ، IR دارای اشکالاتی است. برای کاربردهایی که از مس و طلا استفاده می کنند ، این فلز فقط حدود 5٪ از انرژی گرمایی مورد نیاز لیزرهای مادون قرمز را جذب می کند و باعث پراکندگی بی رویه ، لبه های دندانه دار و نقص می شود که می تواند جوش را ضعیف کند.

طول موجهای سبز و آبی بسیار راحتتر از IR جذب فلزات می شوند و باعث می شوند جوش نرمتر و به راحتی کنترل شود. در حقیقت ، مس نور آبی را 13 برابر بیشتر از طول موج IR جذب می کند. طلا 66 برابر بیشتر از IR جذب آبی می کند. سازندگان استفاده کننده از این فلزات مدتهاست مشتاق ابزار لیزر در طول موجهای جایگزین هستند که بازدهی دلاری بر وات را ارائه می دهند.