ອະດີດແລະອະນາຄົດຂອງເລເຊີໄຟຟ້າແຮງສູງ

ໃນຂະນະທີ່ປະສິດທິພາບແລະພະລັງງານຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂື້ນ, ເລື່ອຍແສງເລເຊີຈະສືບຕໍ່ປ່ຽນແທນເຕັກໂນໂລຢີແບບດັ້ງເດີມ, ປ່ຽນວິທີການຈັດການ, ແລະກະຕຸ້ນການເກີດ ໃໝ່.
ຕາມປະເພນີ, ນັກເສດຖະສາດເຊື່ອວ່າຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທາງເຕັກໂນໂລຢີແມ່ນຂະບວນການເທື່ອລະກ້າວ. ບໍ່ດົນມານີ້, ອຸດສາຫະກໍາໄດ້ສຸມໃສ່ຫຼາຍກວ່າເກົ່າກ່ຽວກັບການປະດິດສ້າງທີ່ລົບກວນທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ສົນໃຈ. ການປະດິດສ້າງເຫຼົ່ານີ້, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າເຕັກໂນໂລຢີທີ່ມີຈຸດປະສົງທົ່ວໄປ (GPTs) ແມ່ນ "ແນວຄິດ ໃໝ່ໆ ຫຼືເຕັກໂນໂລຢີທີ່ເລິກເຊິ່ງທີ່ອາດຈະມີຜົນກະທົບທີ່ ສຳ ຄັນຕໍ່ຫຼາຍໆດ້ານຂອງເສດຖະກິດ." ເຕັກໂນໂລຢີທົ່ວໄປໂດຍທົ່ວໄປໃຊ້ເວລາຫຼາຍທົດສະວັດເພື່ອພັດທະນາ, ແລະຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນກໍ່ຈະເຮັດໃຫ້ຜົນຜະລິດເພີ່ມຂື້ນ. ທຳ ອິດພວກເຂົາບໍ່ເຂົ້າໃຈດີ. ເຖິງແມ່ນວ່າຫລັງຈາກເທັກໂນໂລຢີໄດ້ຖືກ ທຳ ການຄ້າແລ້ວ, ຍັງມີການຍຶດເອົາການຜະລິດໃນໄລຍະຍາວ. ວົງຈອນປະສົມປະສານແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ດີ. Transistors ໄດ້ຖືກ ນຳ ສະ ເໜີ ເປັນຄັ້ງ ທຳ ອິດໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20, ແຕ່ມັນຖືກ ນຳ ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງຈົນຮອດເດິກ.
ໜຶ່ງ ໃນຜູ້ກໍ່ຕັ້ງກົດ ໝາຍ Moore's Gordon Moore, ໄດ້ຄາດຄະເນໄວ້ໃນປີ 1965 ວ່າຜູ້ຜະລິດເອເລັກໂຕຣນິກຈະພັດທະນາໃນອັດຕາທີ່ໄວກວ່າ, "ນຳ ເອົາຄວາມນິຍົມຂອງເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະຊຸກຍູ້ວິທະຍາສາດນີ້ເຂົ້າໃນຫລາຍໆຂົງເຂດ ໃໝ່." ເຖິງວ່າຈະມີການຄາດຄະເນທີ່ກ້າຫານແລະຖືກຕ້ອງຕາມຄາດ ໝາຍ, ລາວໄດ້ຜ່ານການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຫຼາຍທົດສະວັດກ່ອນທີ່ຈະບັນລຸຜົນຜະລິດແລະການເຕີບໂຕຂອງເສດຖະກິດ.
ເຊັ່ນດຽວກັນ, ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບການພັດທະນາລະຄອນຂອງເລເຊີໄຟຟ້າແຮງສູງແມ່ນ ຈຳ ກັດ. ໃນປີ 1962, ອຸດສາຫະ ກຳ ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນເອເລັກໂຕຣນິກເຂົ້າໄປໃນເລເຊີຄັ້ງ ທຳ ອິດ, ປະຕິບັດຕາມຄວາມກ້າວ ໜ້າ ຈຳ ນວນ ໜຶ່ງ ທີ່ເຮັດໃຫ້ມີການປັບປຸງທີ່ ສຳ ຄັນໃນການປ່ຽນເອເລັກໂຕຣນິກເຂົ້າໃນຂະບວນການເລເຊີທີ່ມີຜົນຜະລິດສູງ. ການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຮອງຮັບການ ນຳ ໃຊ້ທີ່ ສຳ ຄັນລວມທັງການເກັບຮັກສາ optical, ເຄືອຂ່າຍ optical, ແລະໂປແກຼມອຸດສາຫະ ກຳ ຕ່າງໆ.
ການຫວນຄິດເຖິງການພັດທະນາເຫຼົ່ານີ້ແລະການປັບປຸງຫຼາຍໆຢ່າງທີ່ພວກເຂົາໄດ້ ນຳ ມາສະ ເໜີ ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງຜົນກະທົບທີ່ກວ້າງຂວາງແລະແຜ່ຫຼາຍໃນຫຼາຍດ້ານຂອງເສດຖະກິດ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ດ້ວຍການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງ lasers ໄຟຟ້າແຮງສູງ, ຂອບເຂດຂອງການ ນຳ ໃຊ້ທີ່ ສຳ ຄັນຈະເພີ່ມຂື້ນແລະມີຜົນກະທົບຢ່າງເລິກເຊິ່ງຕໍ່ການເຕີບໂຕຂອງເສດຖະກິດ.
ປະຫວັດການເລເຊີໄຟຟ້າແຮງສູງ
ໃນວັນທີ 16 ເດືອນກັນຍາປີ 1962, ທີມງານທີ່ ນຳ ພາໂດຍ General Electric demonstrateds Robert Hall ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ອຍອາຍແກັສຄາລິເລອີນ (GaAs) ທີ່ມີການແຊກແຊງແບບແປກປະຫຼາດ, ໝາຍ ເຖິງການເຂົ້າຮ່ວມຂອງເລເຊີ - ການ ກຳ ເນີດຂອງເລເຊີ semiconductor ທຳ ອິດ. ໃນເບື້ອງຕົ້ນ Hall ເຊື່ອວ່າເລເຊີ semiconductor ແມ່ນ "ການສັກຢາກັນຍາວ" ເພາະວ່າ diodes ທີ່ມີແສງສະຫວ່າງໃນເວລານັ້ນບໍ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ລາວຍັງມີຄວາມສົງໄສກ່ຽວກັບເລື່ອງນີ້ເພາະວ່າເລເຊີທີ່ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນເມື່ອສອງປີກ່ອນແລະມີຢູ່ແລ້ວນັ້ນຕ້ອງໃຊ້ "ກະຈົກດີ."
ໃນຊ່ວງລຶະເບິ່ງຮ້ອນຂອງປີ 1962, Halle ໄດ້ກ່າວວ່າລາວຮູ້ສຶກຕົກຕະລຶງຕໍ່ກັບອຸປະກອນແສງສະຫວ່າງທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂື້ນທີ່ພັດທະນາໂດຍຫ້ອງທົດລອງ MIT Lincoln Laboratory. ຕໍ່ມາ, ທ່ານກ່າວວ່າລາວໂຊກດີທີ່ສາມາດທົດສອບກັບວັດສະດຸ GaAs ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແລະໄດ້ ນຳ ໃຊ້ປະສົບການຂອງລາວເປັນນັກດາລາສາດນັກສມັກເລ່ນເພື່ອພັດທະນາວິທີການໃນການຂົ້ວຂອບຂອງຊິບ GaAs ເພື່ອສ້າງເປັນເຊືອກ.
ການສາທິດທີ່ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດຂອງ Hall ແມ່ນອີງໃສ່ການອອກແບບຂອງລັງສີທີ່ດັງຂື້ນຢູ່ຂ້າງ ໜ້າ ແລະຢູ່ບ່ອນທີ່ມີການໂຕ້ຕອບແທນທີ່ຈະແມ່ນການລອກແບບຕັ້ງ. ລາວເວົ້າຢ່າງສຸພາບຮຽບຮ້ອຍວ່າບໍ່ມີໃຜ“ ເກີດຂື້ນກັບຄວາມຄິດນີ້.” ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ການອອກແບບຂອງ Hall ເປັນສິ່ງ ຈຳ ເປັນທີ່ບັງເອີນໂຊກດີທີ່ວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ປະກອບເປັນຄື້ນລົມຍັງມີຄຸນສົມບັດໃນການ ຈຳ ກັດການຂົນສົ່ງບັ້ງໄຟໃນເວລາດຽວກັນ. ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, ມັນກໍ່ເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະຮູ້ເລເຊີ semiconductor. ໂດຍການ ນຳ ໃຊ້ວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນ, ສາມາດສ້າງຄື້ນຟອງນ້ ຳ ທີ່ມີການຊ້ອນກັນກັບ photon ກັບຜູ້ຂົນສົ່ງ.
ການສະແດງເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ທີ່ General Electric ແມ່ນການຕີລາຄາຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເລເຊີເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຢູ່ໄກຈາກອຸປະກອນປະຕິບັດຕົວຈິງ. ເພື່ອສົ່ງເສີມການເກີດຂອງເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີພະລັງສູງ, ການປະສົມຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕ້ອງໄດ້ຮັບຮູ້. ນະວັດຕະ ກຳ ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ ສຳ ຄັນໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບວັດສະດຸ semiconductor bandgap ໂດຍກົງແລະເຕັກນິກການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກ.
ການພັດທະນາຕໍ່ມາປະກອບມີການປະດິດຂອງ lasers heterojunction ຄູ່ແລະການພັດທະນາຕໍ່ມາຂອງ lasers well quantum. ສິ່ງ ສຳ ຄັນໃນການສືບຕໍ່ເສີມຂະຫຍາຍເຕັກໂນໂລຍີຫຼັກເຫລົ່ານີ້ຢູ່ໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບແລະການພັດທະນາຂອງ passivation ຢູ່ຕາມໂກນ, ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນແລະເຕັກໂນໂລຢີການຫຸ້ມຫໍ່
ຄວາມສະຫວ່າງ
ນະວັດຕະ ກຳ ໃນສອງສາມທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາໄດ້ ນຳ ເອົາການປັບປຸງທີ່ ໜ້າ ຕື່ນເຕັ້ນ. ໂດຍສະເພາະ, ການປັບປຸງຄວາມສະຫວ່າງແມ່ນດີເລີດ. ໃນປີ 1985, ເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງສຸດທີ່ສາມາດຜະລິດໄດ້ສາມາດຜະລິດພະລັງງານໄດ້ເຖິງ 105 ມິນລິລິດເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນໃຍຫຼັກ 105 ໄມໂຄ. lasers ໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມໄວສູງທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນສາມາດຜະລິດເສັ້ນໃຍຂະ ໜາດ 105 ໄມໂຄຣໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 250 ວັດດ້ວຍຂະ ໜາດ ຄື້ນດຽວ - ເພີ່ມຂື້ນ 10 ເທົ່າໃນທຸກໆແປດປີ.

Moore ຄິດເຖິງ "ການແກ້ໄຂສ່ວນປະກອບເພີ່ມເຕີມໃຫ້ກັບວົງຈອນປະສົມປະສານ" - ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຈຳ ນວນຕົວສົ່ງຕໍ່ຕໍ່ຊິບເພີ່ມຂື້ນ 10 ເທົ່າໃນທຸກໆ 7 ປີ. ໂດຍບັງເອີນ, ເຄື່ອງເລື່ອຍໄຟຟ້າທີ່ມີພະລັງງານສູງປະສົມປະສານ photon ຫຼາຍເຂົ້າໃນເສັ້ນໃຍໃນອັດຕາທີ່ຄ້າຍຄືກັນ (ເບິ່ງຮູບ 1).

ຮູບພາບ 1. ຄວາມສະຫວ່າງຂອງເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມແຮງສູງແລະປຽບທຽບກັບກົດ ໝາຍ ຂອງ Moore
ການປັບປຸງຄວາມສະຫວ່າງຂອງເລເຊີໄຟຟ້າແຮງສູງໄດ້ສົ່ງເສີມການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີຕ່າງໆທີ່ບໍ່ສາມາດຄາດເດົາໄດ້. ເຖິງແມ່ນວ່າການສືບຕໍ່ແນວໂນ້ມນີ້ຕ້ອງການຄວາມຄິດສ້າງສັນເພີ່ມເຕີມ, ມັນມີເຫດຜົນທີ່ຈະເຊື່ອວ່າການປະດິດສ້າງເຕັກໂນໂລຢີເລເຊີໄຟຟ້າແມ່ນບໍ່ໄກປານໃດ ສຳ ເລັດ. ຟີຊິກທີ່ມີຊື່ສຽງສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງ lasers ໂດຍຜ່ານການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ຍົກຕົວຢ່າງ, quantum dot gain media can can significant efficiency boostly piv with the current quantum Well devices ຄວາມສະຫວ່າງຂອງແກນຊ້າສະ ເໜີ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປັບປຸງຂະ ໜາດ. ວັດສະດຸຫຸ້ມຫໍ່ ໃໝ່ ທີ່ມີການປັບປຸງຄວາມຮ້ອນແລະການຂະຫຍາຍການຈັບຄູ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ການປັບປຸງທີ່ ຈຳ ເປັນ ສຳ ລັບການປັບພະລັງງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະການຈັດການຄວາມຮ້ອນແບບງ່າຍດາຍ. ການພັດທະນາທີ່ ສຳ ຄັນເຫລົ່ານີ້ຈະເປັນການສ້າງແຜນທີ່ເສັ້ນທາງ ສຳ ລັບການພັດທະນາ lasers ໄຟຟ້າແຮງສູງໃນທົດສະວັດຂ້າງ ໜ້າ.
Diode-pumped solid-state ແລະ laser lasers
ການປັບປຸງລະບົບເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມແຮງສູງໄດ້ເຮັດໃຫ້ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີເລເຊີແບບລຸ່ມສາມາດເປັນໄປໄດ້; ໃນເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີທີ່ຢູ່ເບື້ອງລຸ່ມ, ເລເຊີ semiconductor ຖືກໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຕື່ນເຕັ້ນ (ປັ)ມ) ໄປເຊຍກັນ doped (laser diode-pumped solid-laser lasers) ຫຼືເສັ້ນໃຍ doped (laser lasers).
ເຖິງແມ່ນວ່າ lasers semiconductor ໃຫ້ພະລັງງານເລເຊີທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງແລະມີລາຄາຖືກ, ມັນມີຂໍ້ ຈຳ ກັດສອງຢ່າງຄື: ພວກມັນບໍ່ເກັບຮັກສາພະລັງງານແລະຄວາມສະຫວ່າງຂອງມັນກໍ່ ຈຳ ກັດ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວສອງເລເຊີເຫຼົ່ານີ້ ຈຳ ເປັນຕ້ອງໃຊ້ ສຳ ລັບການ ນຳ ໃຊ້ຫຼາຍຢ່າງ: ໜຶ່ງ ໃນການແປງໄຟຟ້າໃຫ້ເປັນການປ່ອຍອາຍເລເຊີແລະອີກອັນ ໜຶ່ງ ສຳ ລັບເພີ່ມຄວາມສະຫວ່າງຂອງການປ່ອຍອາຍເລເຊີ.
ເລເຊີ້ທີ່ໃຊ້ສູບໂດຍດີ Diode-pumped. ໃນທ້າຍຊຸມປີ 1980, ການໃຊ້ເລເຊີ semiconductor ເພື່ອສູບເລເຊີທີ່ມີຄວາມແຂງແກ່ນໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມໃນການ ນຳ ໃຊ້ທາງການຄ້າ. ລະບົບເລເຊີທີ່ດີ (Diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) ຫຼຸດຜ່ອນຂະ ໜາດ ແລະຄວາມສັບສົນຂອງລະບົບການຈັດການຄວາມຮ້ອນ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ) ແລະໄດ້ຮັບໂມດູນທີ່ມີໂຄມໄຟໂຄ້ງປະຫວັດສາດ ສຳ ລັບສູບນ້ ຳ ໄປເຊຍກັນ.
ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງເລເຊີໄຟຟ້າໄດ້ຖືກເລືອກໂດຍອີງໃສ່ການຊ້ອນກັນຂອງພວກມັນດ້ວຍຄຸນລັກສະນະການດູດຊືມແສງສະຫວ່າງຂອງເຄື່ອງຮັບແສງເລເຊີທີ່ແຂງແກ່ນ; ການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບລະດັບການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງໂຄມໄຟໂຄດ. ເນື່ອງຈາກຄວາມນິຍົມຂອງເລເຊີທີ່ມີຄວາມນິຍົມສູງເຖິງ 1064 nm, ຄື້ນຄວາມໄວ 808 nm ໄດ້ກາຍມາເປັນຄື້ນຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນເຄື່ອງເລື່ອຍໄຟຟ້າ semiconductor ເປັນເວລາຫຼາຍກວ່າ 20 ປີ.
ດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມສະຫວ່າງຂອງ lasers multimode semiconductor ແລະຄວາມສາມາດສະຖຽນລະພາບຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນ emitter ແຄບດ້ວຍລະດັບປະລິມານ Bragg gratings (VBGs) ໃນກາງປີ 2000, ປະສິດທິພາບຂອງການສູບນ້ ຳ diode ລຸ້ນທີສອງໄດ້ຖືກບັນລຸ. ຄຸນລັກສະນະການດູດຊຶມແຄບທີ່ອ່ອນແອແລະມີຄວາມງົດງາມປະມານ 880 nm ໄດ້ກາຍເປັນຈຸດຮ້ອນ ສຳ ລັບເຄື່ອງສູບລົມທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງສູງ. diodes ເຫຼົ່ານີ້ສາມາດບັນລຸສະຖຽນລະພາບ spectral. lasers ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງກວ່ານີ້ສາມາດຕື່ນເຕັ້ນໂດຍກົງລະດັບຊັ້ນສູງ 4F3 / 2 ໃນຊິລິໂຄນ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ quantum, ໂດຍຜ່ານການປັບປຸງການສະກັດເອົາຮູບແບບພື້ນຖານສະເລ່ຍທີ່ສູງຂື້ນຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນຈະຖືກ ຈຳ ກັດໂດຍເລນຄວາມຮ້ອນ.
ໃນຕົ້ນປີ 2010, ພວກເຮົາໄດ້ເຫັນທ່າອ່ຽງການຂະຫຍາຍໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງຂອງເລເຊີໄຟຟ້າ 1064nm ແບບດຽວຂ້າມແລະແບບເລເຊີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ປະຕິບັດງານໃນວົງດົນຕີທີ່ເບິ່ງເຫັນແລະ ultraviolet. ເນື່ອງຈາກອາຍຸການໃຊ້ພະລັງງານທີ່ຍາວນານກວ່າເກົ່າຂອງ Nd: YAG ແລະ Nd: YVO4, ການ ດຳ ເນີນງານປ່ຽນ DPSSL Q ເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ພະລັງງານ ກຳ ມະຈອນແລະພະລັງງານສູງສຸດ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນ ເໝາະ ສຳ ລັບການປະມວນຜົນວັດສະດຸທີ່ຫຼໍ່ຫຼອມແລະການ ນຳ ໃຊ້ micromachining ທີ່ມີຄວາມແມ່ນ ຍຳ ສູງ.
ເລເຊີ - ໃຍແກ້ວນໍາແສງ. ເລເຊີໄຟເບີໃຫ້ວິທີການທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງໃນການແປງຄວາມສະຫວ່າງຂອງເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມແຮງສູງ. ເຖິງແມ່ນວ່າສາຍແສງແສງຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ສາມາດປ່ຽນເລເຊີທີ່ມີແສງສະຫວ່າງຂ້ອນຂ້າງຕ່ ຳ ລົງມາເປັນເລເຊີ semiconductor ທີ່ມີສີສັນທີ່ສົດໃສກວ່າ, ແຕ່ນີ້ແມ່ນຢູ່ໃນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງຄວາມກວ້າງຂອງ spectral ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນແລະຄວາມສັບສົນຂອງ optomechanical. ເລເຊີເສັ້ນໃຍໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນມີປະສິດຕິຜົນໂດຍສະເພາະໃນການປ່ຽນຮູບພາບ.
ເສັ້ນໃຍຄູ່ທີ່ ນຳ ສະ ເໜີ ໃນປີ 1990 ໃຊ້ເສັ້ນໃຍຮູບແບບແບບດຽວທີ່ລ້ອມຮອບດ້ວຍການຍັບຍັ້ງ multimode, ເຮັດໃຫ້ເລເຊີທີ່ມີ ກຳ ລັງແຮງສູງ, ລາຄາຖືກກວ່າສາມາດສັກເຂົ້າເສັ້ນໃຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ສ້າງວິທີທາງເສດຖະກິດໃນການແປງ laser semiconductor ພະລັງງານສູງເຂົ້າໄປໃນເລເຊີທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງກວ່າ. ສຳ ລັບເສັ້ນໃຍ dted ຂອງ ytterbium (Yb), ປັexcມຕື່ນເຕັ້ນທີ່ມີຈຸດດູດຊຶມຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ 915 nm ຫຼືຄຸນລັກສະນະຂອງວົງແຄບປະມານ 976 nm. ໃນຂະນະທີ່ຄື້ນຄວາມໄວຂອງປັpumpມໃກ້ກັບເສັ້ນທາງເລື່ອຍໆຂອງເລເຊີເສັ້ນໃຍ, ອັນທີ່ເອີ້ນວ່າຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງ quantum ຈະຖືກຫຼຸດລົງ, ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບສູງສຸດແລະຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານການລະບາຍຄວາມຮ້ອນໃຫ້ ໜ້ອຍ ທີ່ສຸດ.
ທັງສອງ lasers ເສັ້ນໄຍແລະ lasers ແຂງ-រដ្ឋ pumped ອີງໃສ່ການປັບປຸງໃນຄວາມສະຫວ່າງຂອງ laser diode. ໂດຍທົ່ວໄປ, ຍ້ອນວ່າຄວາມສະຫວ່າງຂອງ lasers diode ຍັງສືບຕໍ່ປັບປຸງ, ອັດຕາສ່ວນຂອງພະລັງງານເລເຊີທີ່ພວກມັນສູບຍັງເພີ່ມຂື້ນເຊັ່ນກັນ. ຄວາມສະຫວ່າງທີ່ເພີ່ມຂື້ນຂອງເລເຊີ semiconductor ຊ່ວຍໃຫ້ມີການປ່ຽນຄວາມສະຫວ່າງທີ່ມີປະສິດຕິພາບຫຼາຍຂື້ນ.
ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາຄາດຫວັງ, ຄວາມສະຫວ່າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນແລະແສງສະຫວ່າງຈະມີຄວາມ ຈຳ ເປັນ ສຳ ລັບລະບົບໃນອະນາຄົດ, ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍໃຫ້ການສູບນ້ ຳ ຜິດປົກກະຕິ quantum ຕ່ ຳ ດ້ວຍຄຸນລັກສະນະການດູດຊືມແຄບໃນເລເຊີທີ່ມີຄວາມແຂງກະດ້າງແລະຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງຄື້ນ ສຳ ລັບການ ນຳ ໃຊ້ເລເຊີ semiconductor ໂດຍກົງ. ແຜນການຈະກາຍເປັນໄປໄດ້.
ຕະຫຼາດແລະການສະ ໝັກ
ການພັດທະນາ lasers semiconductor ໄຟຟ້າສູງໄດ້ເຮັດໃຫ້ມີການ ນຳ ໃຊ້ທີ່ ສຳ ຄັນຫຼາຍຢ່າງ. lasers ເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ທົດແທນເຕັກໂນໂລຢີແບບດັ້ງເດີມຫຼາຍຊະນິດແລະໄດ້ຈັດຕັ້ງປະເພດຜະລິດຕະພັນ ໃໝ່.
ດ້ວຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະການປະຕິບັດການເພີ່ມຂື້ນ 10 ເທົ່າຕໍ່ທົດສະວັດ, ເຄື່ອງເປົ່າ semiconductor ທີ່ມີພະລັງສູງຈະລົບກວນການເຮັດວຽກປົກກະຕິຂອງຕະຫລາດໃນແບບທີ່ບໍ່ສາມາດຄາດເດົາໄດ້. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນຍາກທີ່ຈະຄາດຄະເນການ ນຳ ໃຊ້ໃນອະນາຄົດຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ແຕ່ມັນມີຄວາມ ສຳ ຄັນຫຼາຍທີ່ຈະທົບທວນປະຫວັດການພັດທະນາໃນສາມທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາແລະໃຫ້ຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການພັດທະນາໃນທົດສະວັດຕໍ່ໄປ (ເບິ່ງຮູບ 2).

ຮູບທີ 2. ການ ນຳ ໃຊ້ພະລັງງານແສງສະຫວ່າງເລເຊີໄຟຟ້າທີ່ມີພະລັງສູງ (ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕາມມາດຕະຖານຕໍ່ຄວາມສະຫວ່າງຂອງວັດ)
1980s: ການເກັບຮັກສາ optical ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ niche ໃນເບື້ອງຕົ້ນ. ການເກັບຮັກສາ optical ແມ່ນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂະຫນາດໃຫຍ່ຄັ້ງທໍາອິດໃນອຸດສາຫະກໍາເລເຊີ semiconductor. ບໍ່ດົນຫລັງຈາກ Hall ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເລເຊີອິເລັກໂທຣນິກທີ່ເຮັດດ້ວຍໄຟຟ້າ, ໄຟຟ້າທົ່ວໄປ Nick Holonyak ກໍ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເລເຊີ semiconductor ສີແດງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້. 20 ປີຕໍ່ມາ, ແຜ່ນດິສ (CDs) ກະທັດລັດໄດ້ຖືກ ນຳ ເຂົ້າສູ່ຕະຫລາດ, ຖັດມາແມ່ນຕະຫຼາດເກັບຮັກສາແສງ.
ການປະດິດສ້າງ ໃໝ່ ຢ່າງສະ ໝໍ່າ ສະ ເໝີ ຂອງເທັກໂນໂລຍີເລເຊີໄຟຟ້າໄດ້ ນຳ ໄປສູ່ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີການເກັບຮັກສາແສງສະຫວ່າງເຊັ່ນ: ແຜ່ນດີວີດີແບບດີວີດີ (DVD) ແລະແຜ່ນ Blu-ray Disc (BD). ນີ້ແມ່ນຕະຫຼາດໃຫຍ່ອັນດັບ ທຳ ອິດ ສຳ ລັບເຄື່ອງເຮັດ semiconductor lasers, ແຕ່ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວລະດັບພະລັງງານປານກາງ ຈຳ ກັດການ ນຳ ໃຊ້ອື່ນໆໃນຕະຫຼາດນ້ອຍໆທີ່ຂ້ອນຂ້າງຂ້ອນຂ້າງເຊັ່ນ: ການພິມຄວາມຮ້ອນ, ການ ນຳ ໃຊ້ທາງການແພດ, ແລະການສະ ໝັກ ທາງອາກາດແລະການປ້ອງກັນ.
ຊຸມປີ 1990: ເຄືອຂ່າຍ Optical ກຳ ລັງແຜ່ຂະຫຍາຍຢູ່. ໃນຊຸມປີ 1990, ເຄື່ອງປະດັບ semiconductor ໄດ້ກາຍເປັນກຸນແຈ ສຳ ຄັນຂອງເຄືອຂ່າຍການສື່ສານ. lasers semiconductor ຖືກ ນຳ ໃຊ້ເພື່ອສົ່ງສັນຍານຜ່ານເຄືອຂ່າຍໃຍແກ້ວ ນຳ ແສງ, ແຕ່ວ່າມີເລເຊີທີ່ໃຊ້ພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ ສຳ ລັບເຄື່ອງຂະຫຍາຍແສງແມ່ນ ສຳ ຄັນຕໍ່ການບັນລຸຂະ ໜາດ ຂອງເຄືອຂ່າຍ optical ແລະສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ການເຕີບໂຕຂອງຂໍ້ມູນອິນເຕີເນັດຢ່າງແທ້ຈິງ.
ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອຸດສາຫະ ກຳ ການສື່ສານທີ່ ນຳ ມາຈາກມັນແມ່ນໄກຫຼາຍ, ເອົາ Spectra Diode Labs (SDL), ໜຶ່ງ ໃນຜູ້ບຸກເບີກ ທຳ ອິດໃນອຸດສາຫະ ກຳ ເລເຊີທີ່ມີຄວາມແຮງສູງເປັນຕົວຢ່າງ. ສ້າງຕັ້ງຂື້ນໃນປີ 1983, SDL ແມ່ນການຮ່ວມທຶນລະຫວ່າງຍີ່ຫໍ້ເລເຊີຂອງ Spectra-Physics ແລະ Xerox. ມັນໄດ້ຖືກເປີດຕົວໃນປີ 1995 ດ້ວຍມູນຄ່າຕະຫຼາດປະມານ 100 ລ້ານໂດລາ. ຫ້າປີຕໍ່ມາ, SDL ໄດ້ຖືກຂາຍໃຫ້ JDSU ໃນມູນຄ່າຫຼາຍກ່ວາ 40 ຕື້ໂດລາໃນລະດັບສູງສຸດຂອງອຸດສາຫະ ກຳ ໂທລະຄົມ, ເຊິ່ງເປັນ ໜຶ່ງ ໃນການຊື້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນບໍ່ດົນ, ຟອງໂທລະຄົມໄດ້ລະເບີດແລະ ທຳ ລາຍມູນຄ່າຫຼາຍພັນລ້ານໂດລ້າ, ເຊິ່ງດຽວນີ້ເຫັນວ່າເປັນຟອງໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດ.
ປີ 2000: Lasers ກາຍເປັນເຄື່ອງມື. ເຖິງແມ່ນວ່າການລະເບີດຂອງຕະຫຼາດໂທລະຄົມມະນາຄົມແມ່ນມີຜົນກະທົບທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດ, ການລົງທືນໃຫຍ່ໃນການຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມແຮງສູງໄດ້ສ້າງພື້ນຖານໃຫ້ແກ່ການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ໃນຂະນະທີ່ການປະຕິບັດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມຂື້ນ, lasers ເຫຼົ່ານີ້ ກຳ ລັງເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈະທົດແທນເລົາອາຍແກ gas ສ ທຳ ມະດາຫລືແຫລ່ງປ່ຽນພະລັງງານອື່ນໆໃນຫຼາຍໆຂະບວນການ.
lasers semiconductor ໄດ້ກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ການ ນຳ ໃຊ້ອຸດສາຫະ ກຳ ຕັ້ງແຕ່ຂັ້ນຕອນການຜະລິດແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ການຕັດແລະການຜະລິດເຂົ້າໄປໃນເຕັກໂນໂລຢີການຜະລິດທີ່ກ້າວ ໜ້າ ເຊັ່ນການຜະລິດເພີ່ມເຕີມຂອງຊິ້ນສ່ວນໂລຫະທີ່ພິມດ້ວຍ 3D. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຜະລິດຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ, ຍ້ອນວ່າຜະລິດຕະພັນທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດໄດ້ຮັບການຄ້າຂາຍກັບເລເຊີເຫຼົ່ານີ້. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທາງອາກາດແລະການປ້ອງກັນປະເທດມີສ່ວນຮ່ວມຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນພາລະກິດແລະອາດຈະປະກອບມີລະບົບພະລັງງານທິດທາງໃນການຜະລິດຕໍ່ໄປໃນອະນາຄົດ.
ເພື່ອສະຫຼຸບ
ຫຼາຍກ່ວາ 50 ປີທີ່ຜ່ານມາ, Moore ບໍ່ໄດ້ສະ ເໜີ ກົດ ໝາຍ ພື້ນຖານກ່ຽວກັບຟີຊິກ ໃໝ່, ແຕ່ໄດ້ມີການປັບປຸງທີ່ດີຂື້ນກັບວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ໄດ້ຖືກສຶກສາເປັນຄັ້ງ ທຳ ອິດເມື່ອສິບປີກ່ອນ. ຄຳ ພະຍາກອນຂອງລາວໄດ້ແກ່ຍາວເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດແລະ ນຳ ເອົາຊຸດປະດິດສ້າງທີ່ລົບກວນທີ່ບໍ່ອາດຄິດໄດ້ໃນປີ 1965.
ໃນເວລາທີ່ Hall ໄດ້ສະແດງເຄື່ອງປະດັບ semiconductor ຫຼາຍກ່ວາ 50 ປີກ່ອນ, ມັນກໍ່ໃຫ້ເກີດການປະຕິວັດເຕັກໂນໂລຢີ. ເຊັ່ນດຽວກັບກົດ ໝາຍ ຂອງ Moore, ບໍ່ມີໃຜສາມາດຄາດເດົາໄດ້ວ່າການພັດທະນາຄວາມໄວສູງທີ່ເລື່ອຍໄຟຟ້າ semiconductor ຄວາມແຮງສູງທີ່ບັນລຸໄດ້ໂດຍການປະດິດສ້າງ ໃໝ່ ຈຳ ນວນຫຼວງຫຼາຍຈະປະຕິບັດຕໍ່ມາ.
ບໍ່ມີກົດລະບຽບພື້ນຖານໃດໆໃນຟີຊິກໃນການຄວບຄຸມການປັບປຸງເຕັກໂນໂລຢີເຫຼົ່ານີ້, ແຕ່ວ່າຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງອາດຈະກ້າວ ໜ້າ ຕໍ່ເລເຊີໃນແງ່ຂອງຄວາມສະຫວ່າງ. ແນວໂນ້ມນີ້ຈະສືບຕໍ່ປ່ຽນແທນເຕັກໂນໂລຢີແບບດັ້ງເດີມ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຈະມີການປ່ຽນແປງວິທີການພັດທະນາຕື່ມອີກ. ສິ່ງທີ່ ສຳ ຄັນກວ່າຕໍ່ການເຕີບໂຕຂອງເສດຖະກິດ, ເຄື່ອງເປົ່າໄຟຟ້າ semiconductor ທີ່ມີພະລັງສູງກໍ່ຈະຊ່ວຍສົ່ງເສີມການເກີດ ໃໝ່.