ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃថាមពលខ្ពស់។ឡាស៊ែរ semiconductorផ្នែកទី ១ ការអភិវឌ្ឍន៍
នៅពេលដែលប្រសិទ្ធភាព និងថាមពលបន្តប្រសើរឡើង ឡាស៊ែរ diodes (កម្មវិធីបញ្ជា diodes ឡាស៊ែរ) នឹងបន្តជំនួសបច្ចេកវិជ្ជាបែបប្រពៃណី ដោយហេតុនេះការផ្លាស់ប្តូររបៀបបង្កើតរបស់ និងធ្វើឱ្យមានការអភិវឌ្ឍន៍នៃអ្វីដែលថ្មី។ ការយល់ដឹងអំពីការកែលម្អដ៏សំខាន់នៅក្នុងឡាស៊ែរ semiconductor ថាមពលខ្ពស់ក៏មានកម្រិតផងដែរ។ ការបំប្លែងអេឡិចត្រុងទៅជាឡាស៊ែរតាមរយៈសារធាតុ semiconductors ត្រូវបានបង្ហាញជាលើកដំបូងនៅក្នុងឆ្នាំ 1962 ហើយភាពជឿនលឿននៃការបំពេញបន្ថែមជាច្រើនបានធ្វើតាមដែលជំរុញឱ្យមានការរីកចម្រើនយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការបំប្លែងអេឡិចត្រុងទៅជាឡាស៊ែរដែលមានផលិតភាពខ្ពស់។ ភាពជឿនលឿនទាំងនេះបានគាំទ្រកម្មវិធីសំខាន់ៗពីកន្លែងផ្ទុកអុបទិក រហូតដល់បណ្តាញអុបទិក ដល់វិស័យឧស្សាហកម្មដ៏ធំទូលាយ។
ការពិនិត្យឡើងវិញលើភាពជឿនលឿនទាំងនេះ និងការរីកចម្រើនជាបន្តបន្ទាប់បង្ហាញពីសក្តានុពលសម្រាប់ផលប៉ះពាល់កាន់តែខ្លាំង និងរីករាលដាលបន្ថែមទៀតនៅក្នុងវិស័យជាច្រើននៃសេដ្ឋកិច្ច។ ជាការពិត ជាមួយនឹងការកែលម្អជាបន្តបន្ទាប់នៃឡាស៊ែរ semiconductor ដែលមានថាមពលខ្ពស់ វិស័យកម្មវិធីរបស់វានឹងពន្លឿនការពង្រីក ហើយនឹងមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើកំណើនសេដ្ឋកិច្ច។
រូបភាពទី 1: ការប្រៀបធៀបនៃពន្លឺ និងច្បាប់របស់ Moore នៃឡាស៊ែរ semiconductor ថាមពលខ្ពស់
Diode-pumped Solid-state Lasers និងឡាស៊ែរជាតិសរសៃ
ភាពជឿនលឿននៃឡាស៊ែរ semiconductor ថាមពលខ្ពស់ក៏បាននាំឱ្យមានការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរខាងក្រោម ដែលជាទូទៅឡាស៊ែរ semiconductor ត្រូវបានប្រើដើម្បីរំភើប (បូម) គ្រីស្តាល់ doped (ឡាស៊ែរ diode-pumped solid-state lasers) ឬ doped fibers (fiber lasers) ។
ទោះបីជាឡាស៊ែរ semiconductor ផ្តល់នូវថាមពលឡាស៊ែរដ៏មានប្រសិទ្ធភាព តូច និងមានតម្លៃទាបក៏ដោយ ក៏ពួកវាមានដែនកំណត់សំខាន់ពីរផងដែរ៖ ពួកគេមិនរក្សាទុកថាមពល ហើយពន្លឺរបស់វាមានកម្រិត។ ជាទូទៅកម្មវិធីជាច្រើនត្រូវការឡាស៊ែរមានប្រយោជន៍ពីរ។ មួយត្រូវបានប្រើដើម្បីបំប្លែងអគ្គិសនីទៅជាការបំភាយឡាស៊ែរ ហើយមួយទៀតត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនពន្លឺនៃការបំភាយនោះ។
ឡាស៊ែររដ្ឋរឹងដែលបូមដោយ diode ។
នៅចុងទស្សវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរ semiconductor ដើម្បីបូមឡាស៊ែររដ្ឋរឹងបានចាប់ផ្តើមទទួលបានចំណាប់អារម្មណ៍ពាណិជ្ជកម្មយ៉ាងសំខាន់។ Diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) កាត់បន្ថយទំហំ និងភាពស្មុគស្មាញនៃប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងកម្ដៅយ៉ាងខ្លាំង (ជាចម្បង cycle coolers) និងទទួលបានម៉ូឌុល ដែលតាមប្រវត្តិសាស្ត្របានប្រើចង្កៀងធ្នូដើម្បីបូមគ្រីស្តាល់ឡាស៊ែរសភាពរឹង។
ប្រវែងរលកនៃឡាស៊ែរ semiconductor ត្រូវបានជ្រើសរើសដោយផ្អែកលើការត្រួតស៊ីគ្នានៃលក្ខណៈស្រូបយកវិសាលគម ជាមួយនឹងកម្រិតមធ្យមនៃពន្លឺនៃឡាស៊ែររឹង ដែលអាចកាត់បន្ថយបន្ទុកកម្ដៅបានយ៉ាងសំខាន់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិសាលគមបំភាយធំទូលាយនៃចង្កៀងធ្នូ។ ដោយពិចារណាលើភាពពេញនិយមនៃឡាស៊ែរ neodymium-doped បញ្ចេញពន្លឺ 1064nm ឡាស៊ែរ semiconductor 808nm បានក្លាយជាផលិតផលដែលមានផលិតភាពបំផុតនៅក្នុងការផលិតឡាស៊ែរ semiconductor អស់រយៈពេលជាង 20 ឆ្នាំ។
ប្រសិទ្ធភាពនៃការបូម diode ដែលប្រសើរឡើងនៃជំនាន់ទីពីរគឺអាចធ្វើទៅបានដោយការកើនឡើងនៃពន្លឺនៃឡាស៊ែរ semiconductor ពហុរបៀប និងសមត្ថភាពក្នុងការធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពនៃខ្សែបន្ទាត់ការបំភាយតូចចង្អៀតដោយប្រើ Bragg gratings (VBGS) ភាគច្រើននៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 2000 ។ លក្ខណៈស្រូបយកវិសាលគមខ្សោយ និងតូចចង្អៀតនៅជុំវិញ 880nm បានធ្វើឱ្យមានការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងចំពោះ diodes បូមដែលមានពន្លឺខ្ពស់ដែលមានស្ថេរភាព។ ឡាស៊ែរដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ទាំងនេះធ្វើឱ្យវាអាចបូម neodymium ដោយផ្ទាល់នៅកម្រិតឡាស៊ែរខាងលើនៃ 4F3/2 ដោយកាត់បន្ថយឱនភាពនៃបរិមាណ និងដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការទាញយកទម្រង់ជាមូលដ្ឋាននៅថាមពលមធ្យមខ្ពស់ជាង ដែលនឹងត្រូវកំណត់ដោយកញ្ចក់កម្ដៅ។
នៅដើមទសវត្សរ៍ទី 2 នៃសតវត្សនេះ យើងកំពុងឃើញពីការកើនឡើងថាមពលដ៏សំខាន់នៅក្នុងឡាស៊ែរ 1064nm របៀបឆ្លងកាត់តែមួយ ក៏ដូចជាឡាស៊ែរបំប្លែងប្រេកង់របស់ពួកគេដែលដំណើរការក្នុងរលកពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ និងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។ ដោយសារអាយុកាលថាមពលខាងលើវែងរបស់ Nd: YAG និង Nd: YVO4 ប្រតិបត្តិការប្តូរ DPSSL Q ទាំងនេះផ្តល់នូវថាមពលជីពចរខ្ពស់ និងថាមពលកំពូល ដែលធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ដំណើរការសម្ភារៈ ablative និងកម្មវិធី micromachining ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ០៦-វិច្ឆិកា-២០២៣