Laser de cristal fotónico de modo único de onda continua escalable de alto brillo

Área de la Ciencia:

• Fotónica y física del láser
• Lasers de semiconductores

Sus antecedentes:

• Los láseres semiconductores de alta potencia tradicionalmente sufren de mala calidad del haz y inestabilidad térmica durante el funcionamiento de onda continua (CW).
• Lograr láseres semiconductores de modo único, alta potencia y alta calidad de haz es un objetivo clave, con el objetivo de competir o reemplazar los láseres voluminosos convencionales.

Objetivo del estudio:

• Para superar las limitaciones de los láseres semiconductores convencionales de alta potencia.
• Desarrollar láseres fotónicos de cristal de emisión superficial (PCSEL) a gran escala con una calidad de haz mejorada y un funcionamiento CW estable.

Principales métodos:

• Acoplamientos hermíticos y no hermíticos controlados dentro de la estructura cristalina fotónica.
• Incorpora una distribución espacial preinstalada de la constante de red para mantener los acoplamientos en condiciones de CW.
• Se utilizaron PCSEL a gran escala con un diámetro de resonancia de 3 mm.

Principales resultados:

• Potencia de salida de onda continua (CW) alcanzada superior a 50 W.
• Se ha demostrado una oscilación puramente monomodo con una divergencia del haz estrecha de 0,05°.
• Alcanzó un brillo de 1 GW cm-2 sr-1, comparable a los láseres voluminosos.

Conclusiones:

• Los PCSEL desarrollados superan los desafíos de la mala calidad del haz y la inestabilidad térmica en los láseres semiconductores de alta potencia.
• Este trabajo representa un hito significativo hacia los láseres semiconductores de modo único de la clase 1 kW.
• Estos avanzados PCSEL están listos para reemplazar los sistemas láser convencionales más voluminosos en diversas aplicaciones.