Японские ученые из Университета Киото (KyotoU) разработали новую технологию, которая позволяет значительно увеличить мощность полупроводниковых лазеров с поверхностным излучением (PCSEL). Их исследование привело к увеличению мощности лазеров до 50 Вт, что в 10 раз больше, чем ранее достигалось. Этот прорыв позволяет использовать эти лазеры для разрезания металла.
Увеличение мощности лазеров PCSEL открывает новые возможности в области металлообработки, делая процесс создания металлорежущих лазерных станков и линий гораздо проще и доступнее. В настоящее время для металлообработки применяются газовые или волоконные лазеры, которые являются громоздкими, сложноуправляемыми и дорогостоящими.
Однако, благодаря использованию полупроводниковых лазерных диодов, можно значительно уменьшить размеры оборудования и снизить его стоимость. Полупроводниковые лазеры также обладают более гибкими характеристиками управления, что делает процесс резки более эффективным.
Ученые провели исследования и создали полупроводниковый лазер PCSEL с использованием регулярных овальных отверстий в полупроводниковой пластине, которые были аккуратно выверены по форме и размеру. Это решение помогло сохранить когерентность света и решить проблему терморегуляции. С использованием метода нанопечати, процесс изготовления полупроводниковых лазеров PCSEL большой площади становится быстрым и экономически эффективным.
Хотя достижение масштабирования с 1 мм до 3 мм считается значительным прорывом, дальнейшее увеличение размеров может стать сложной задачей. Однако ученые уверены, что этот подход позволит создавать полупроводниковые лазеры размером до 10 мм и даже разрабатывать мегаваттные полупроводниковые лазеры.
В настоящее время процесс изготовления лазеров PCSEL включает использование метода электронно-лучевой литографии, но для производства лазеров большой площади рекомендуется использовать метод нанопечати на кремниевых пластинах.
