บล็อก เกี่ยวกับ อาร์เรย์ไดโอดเลเซอร์กำลังสูงช่วยส่งเสริมเลเซอร์โคเฮเรนต์ 2 ไมครอน

ลองจินตนาการถึงแสงเลเซอร์ที่แม่นยํา ผ่านชั้นบรรยากาศของโลก จากความกว้างขวางของอวกาศเทคโนโลยีที่ดูเป็นอนาคตนี้ ใช้ส่วนประกอบสําคัญ: แอรย์เลเซอร์ไดโอเดส (LDAs) อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี LDA ปัจจุบันเผชิญกับโจทย์ที่สําคัญในความน่าเชื่อถือ, อายุการใช้งาน, และประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เป็นแหล่งปั๊มสําหรับเลเซอร์ความสอดคล้องในสภาพแข็งขนาด 2 ไมครอน.

แอรย์เลเซอร์ไดโอเดสเป็นแกนหลักของระบบเลเซอร์สภาพแข็งที่ปั๊มไดโอเดส โดยการทํางานของพวกเขากําหนดความสามารถของระบบโดยตรงLDAs ให้พลังงานกับสื่อเลเซอร์ภาวะแข็งการออกแบบของเลเซอร์ในสภาพแข็งและคุณสมบัติของวัสดุเลเซอร์กําหนดความยาวคลื่นการทํางาน, ระยะเวลาการกระแทกและความต้องการพลังงานของไดโอเดสเลเซอร์.

เมื่อเทียบกับเลเซอร์ขนาด 1 ไมครอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เลเซอร์ขนาด 2 ไมครอนที่ใช้พลังงานแรงกระแทกสูงแอพลิเคชั่น เช่น การทําโปรไฟลลิ่งลมจากอวกาศทั่วโลก และการตรวจจับความวุ่นวายในอากาศสะอาดจากระยะไกลของเครื่องบินต้องการความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่เกินความสามารถของ LDA ปัจจุบันมาก.

ความก้าวหน้าล่าสุดใน LDAs ลื่นแบบไม่ต่อเนื่องที่มีแรงกระแทกสูงสูงสุดในแพคเกจที่เย็นด้วยการนําแสดงว่ามีความหวังในการแก้ปัญหาด้านวิศวกรรมในเครื่องมือ lidar สภาพแข็งถึงแม้ว่าจะมีการพัฒนาเหล่านี้, LDAs ที่ตอบสนองความต้องการ lidar ที่มีความสอดคล้องในอวกาศและในอากาศยังต้องเผชิญปัญหาเกี่ยวกับอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือ

ไลเซอร์ในสภาพแข็งขนาด 2 ไมครอนพลังงานกระแทกปานกลางถึงสูง ต้องการ LDAs เกือบ CW ที่มีพลังงานสูงที่มีระยะเวลากระแทกต่ําสุด 1 มิลลิวินาทีที่ 792 นาโนเมตรความยาวของแรงผลักดันที่ค่อนข้างยาวนี้ สนับสนุนอย่างสําคัญต่ออายุการใช้งานที่จํากัดของเครือ, เนื่องจากมันทําให้ภูมิภาคที่ทํางานของเลเซอร์ไดโอด์มีอุณหภูมิสูงและหมุนเวียนทางความร้อนที่รุนแรง.ขณะที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเกินจะนําไปสู่ความล้มเหลวก่อนกําหนด.

การเพิ่มอุณหภูมิสูงสุดในช่วงการกระแทกสร้างความเครียดที่สําคัญภายในแท่ง emitter แต่ละตัวเนื่องจากการทําความร้อนในพื้นที่และความไม่ตรงกันทางความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างแท่ง, สับสราต,และวัสดุผูกขณะที่การออกแบบหัวเลเซอร์อย่างรอบคอบสามารถลดความเสียหายทางความร้อนโดยการปรับปรุงการระบายความร้อนและการทํางานของไดโอด์ที่ต่ํากว่าการจองสูงสุด

แพลตฟอร์มการประกอบลักษณะของแหล่งเลเซอร์ไดโอด์ (LDCF) ที่เชี่ยวชาญได้รับการพัฒนาเพื่อวิจัยผลการทํางานของ LDA อย่างละเอียด แพลตฟอร์มประกอบด้วยสถานีวัดหลักสองสถานี:

• สถานีประกอบลักษณะเลเซอร์ไดโอด์สถานีนี้ได้รับพารามิเตอร์พื้นฐานรวมถึงพลังงาน ความยาวคลื่น ความกว้างเส้น และประสิทธิภาพมันยังทําการวัดเฉพาะอย่างเช่นการทําโปรไฟลความร้อนของแผ่นและพัสดุเลเซอร์ไดโอด์, การวิเคราะห์คุณภาพรังสีในสนามใกล้และสนามไกล และการวัดสเปคตรัลความละเอียดสูง
• สถานีทดสอบตลอดชีวิต:อุปกรณ์อัตโนมัตินี้สามารถวัด 8 LDA ได้พร้อมกัน โดยใช้อุปกรณ์มาตรฐานเพื่อการวิเคราะห์เปรียบเทียบที่แม่นยํารวบรวมและเก็บข้อมูล, ตรวจสอบความผิดปกติ และสร้างสัญญาณเตือนเมื่อจําเป็น

เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของ LDA ได้มีการพัฒนาแพคเกจที่ออกแบบมาตามความต้องการ โดยรวม 6 แผ่นระบายไฟ 100WLDA ทดลองนี้ใช้สับสราทเพชรและแพร่ความร้อนแทนสับสราท BeO ปกติและแพร่ความร้อนทองแดง, ปรับปรุงการระบายความร้อนจากบริเวณที่ทํางานได้อย่างสําคัญ

ผลประกอบการทางความร้อนถูกประเมินโดยการทํางานกับเครือที่กระแส 80A และอัตราการซ้ํา 10Hz โดยวัดความยาวคลื่นผลิตและประสิทธิภาพไฟฟ้าออนไลน์ในความกว้างของกระแทกที่แตกต่างกันการวิเคราะห์เปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าพัสดุที่ใช้เพชร มีความทนทานทางความร้อนต่ํากว่า, แสดงถึงการระบายความร้อนที่ดีกว่าที่สามารถขยายอายุการใช้งานได้อย่างมาก

แอรย์เลเซอร์ไดโอเดสพลังงานสูงยังคงเป็นองค์ประกอบสําคัญสําหรับเลเซอร์ความมั่นคง 2 ไมครอน โดยผลประกอบของมันมีผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถของระบบโดยรวมการวิจัยที่กําลังดําเนินอยู่เน้นการปรับปรุงการออกแบบบรรจุการปรับปรุงวัสดุทางความร้อน และการสํารวจโครงสร้างเลเซอร์ไดโอด์ใหม่ เพื่อตอบสนองความต้องการที่ยากลําบากของการใช้งาน lidar ที่ก้าวหน้า

ผ่านการนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง นักวิจัยตั้งเป้าที่จะเอาชนะข้อจํากัดในปัจจุบันทําให้สามารถนําเลเซอร์ที่มีความสอดคล้องในสภาพแข็งขนาด 2 ไมครอนไปใช้งานทั่วไปในแอพลิเคชั่นสําคัญ เช่น การแผนที่สนามลมจากอวกาศและการติดตามชั้นบรรยากาศ.