化合物半导体大事记之2005年：对超高效激光器的追求

使用高功率激光以令人难以置信的强大光线摧毁坦克和导弹是一件优雅的事情。尽管激光武器的研发可以追溯到60年前，然而即使在今天，这个想法距离成为主流军事技术仍然还有很长的路要走。有各种各样的问题，包括一种被称为热晕的现象-这是激光束的散焦，这是由于在非常高的光强度水平下产生等离子体而引起的。不幸的是，浓雾、烟雾、尘埃和雨水都可以加剧热晕的产生，而且这些都不是战场上的陌生事物。

尽管存在所有这些担忧，美国国防部高级研究计划局(DARPA)在2003年还是开展了一项名为SHEDS(超高效率二极管光源)的为期三年的计划，旨在为激光武器铺平道路。这一努力的重点是将商用红外激光棒的壁塞效率从远低于50%提高到至少80%。根据赞助商的说法，达到这一目标可能会带来一种高效的100千瓦激光防御武器。

美国三大芯片制造商接受了激光二极管效率的挑战：Alfaight、nLight和JDSU。所有这些公司都通过一系列举措来改进他们的器件，包括量子阱界面的成分分级，引入增强光学和电学限制的材料，以及改变掺杂以降低接触电阻，从而顺利地使效率超过了65%这一中间目标。但是没有人能够达到令人眩晕的高度来完成最终的目标，即80%的效率。

尽管这一计划失败了，但这个项目还是留下了巨大的遗产。像国防高级研究计划局（DARPA）的许多倡议一样，受益者在军方之外。甚至在2005年，在该项目结束之前，激光效率的提高就已经对使用固态二极管泵浦激光器完成各种加工相关任务的行业产生了影响，包括从医疗设备的成型到车身部件的焊接。更高的效率正在逐步降低每瓦特电费标准，进而减少了可能占系统总成本三分之一的二极管支出。更重要的是，器件的可靠性提高了，因为更高的效率意味着更少的热量，芯片在更低的温度下运行。

二极管性价比的提高也有助于光纤激光器的成功。二极管泵浦光纤激光器为如何最好地将光聚焦到目标上这一棘手问题提供了一个简单的解决方案，现在被广泛用于金属和聚合物的切割、焊接和折叠，年销售额为30亿美元。

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