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루비에서 니오븀 도핑 결정까지: 다이오드 펌핑 고체 레이저의 핵심 기술은 무엇인가?
과학 기술의 급속한 발전과 함께 DPSSL(다이오드 펌프 고체 레이저)은 새로운 레이저 기술로 뛰어난 효율성과 컴팩트한 디자인으로 인해 다양한 응용 분야에서 점차 자리를 잡아가고 있습니다. 이 기술은 주로 레이저 다이오드를 사용하여 고체 이득 매질(예: 루비 또는 니오븀 도핑 YAG 결정)에 에너지를 제공하여 레이저 빔을 생성하는 데 기반을 두고 있습니다. 다음은 DPSSL의 핵심 기술에 대한 심층적인 논의이다.
핵심기술 소개
다이오드 펌프 고체 레이저의 경우 에너지 결합 효율은 최종 출력 레이저 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 결정 내 최적의 흡수 계수를 달성하기 위해 레이저 다이오드의 파장을 조정함으로써 DPSSL은 더 낮은 펌프 광자 에너지에서 작동하여 전반적인 에너지 변환 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.
고휘도 방전램프에 비해 DPSSL은 더 높은 전력 밀도를 활용하여 전체 디자인을 더욱 컴팩트하게 만들고 에너지 손실을 최소화합니다.
커플링 기술 및 빔 성능
고출력 레이저 다이오드는 일반적으로 서로 인접한 여러 개의 단일 스트립 레이저 다이오드를 포함하는 스트립 형태로 제작됩니다. 기술적 수단을 통해 레이저 빔은 특정 콘덴서를 통해 결정을 겨냥하여 빔의 밝기를 크게 증가시켜 빔의 품질을 향상시키고 다이오드의 수명을 연장시킵니다.
이 기술은 신속한 광축 정렬을 통해 레이저 빔을 더욱 정밀하게 만들 뿐만 아니라 장거리 회절 효과를 줄여 빔의 높은 강도와 안정성을 유지합니다.
현재의 주류 DPSSL 애플리케이션
532nm 녹색 레이저 포인터는 현재 가장 일반적으로 사용되는 DPSSL 중 하나입니다. 808nm 적외선 레이저 다이오드를 사용하여 니오븀 도핑된 YAG 또는 니오븀 도핑된 YVO4 결정을 펌핑하면 1064nm의 레이저 파장을 생성할 수 있으며, KTP 결정을 통해 주파수 증폭을 수행하여 532nm 빔을 생성합니다. . 이 친환경 DPSSL의 효율은 약 20%이며, 최적의 조건에서는 35%까지 도달할 수 있습니다.
DPSSL과 다이오드 레이저의 비교
DPSSL과 단순 다이오드 레이저는 모두 고체 레이저 기술이지만 둘 다 고유한 장점과 단점이 있습니다. DPSSL의 빔 품질은 일반적으로 상대적으로 높으며 극도로 높은 출력을 달성할 수 있는 반면, 다이오드 레이저의 비용은 상대적으로 낮고 작동 및 모듈성이 더 유연합니다. 합리적인 설계를 통해 이러한 레이저 기술은 각각 다양한 전문 분야에서 없어서는 안 될 역할을 합니다.
DPSSL은 성능면에서 장점이 있지만 가격과 에너지 효율성 측면에서는 확실히 다이오드 레이저가 더 매력적입니다.
미래 전망과 과제
고전력 DPSSL에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 효율을 향상시키기 위한 연구도 진행 중입니다. 특히, 새로운 파장 고정 다이오드 펌프 소스의 개발로 DFSSL의 레이저 효율과 스펙트럼 특성이 크게 향상되었습니다.
이러한 기술 발전은 성능 향상을 의미할 뿐만 아니라 레이저 기술의 전체 운영 비용도 절감할 것입니다.
결론
다이오드 펌프 고체 레이저는 높은 효율과 소형화로 인해 산업 생산에서 일상 생활에 이르기까지 응용 범위가 지속적으로 확대되고 있습니다. 이러한 기술적 진보가 향후 레이저 기술의 발전 방향에 영향을 미칠까요?
