隨著效率和功率的(de)不斷提(ti)升，激光二極管將(jiang)繼續(xu)取(qu)代傳(chuan)統技術，從而改變事(shi)物的(de)制造方(fang)式并促成新事(shi)物的(de)發展。
傳統上(shang)，經(jing)濟學家(jia)認為(wei)技(ji)術(shu)(shu)進(jin)步是(shi)一個漸進(jin)的(de)過程(cheng)。最近，人們將更(geng)多(duo)的(de)重(zhong)點(dian)放在了(le)一些(xie)顛覆性創新的(de)作用上(shang)。這些(xie)創新被(bei)稱為(wei)通用技(ji)術(shu)(shu)（GPT），指的(de)是(shi)“具(ju)有對許多(duo)經(jing)濟領域產生重(zhong)要(yao)影響潛力的(de)深刻的(de)新思想或(huo)新技(ji)術(shu)(shu)”。GPT的(de)清晰范例是(shi)蒸汽機、電力和集成(cheng)電路。
通(tong)(tong)用技(ji)(ji)術(shu)通(tong)(tong)常(chang)需要幾十年的(de)發(fa)展，甚至更長(chang)(chang)時間才能帶來(lai)生(sheng)產力的(de)提升。這些技(ji)(ji)術(shu)一開始通(tong)(tong)常(chang)不會被很(hen)好地理(li)解，即使(shi)在技(ji)(ji)術(shu)商業(ye)化之后，生(sheng)產應用仍然存在長(chang)(chang)期滯后。 集成電路是一個很(hen)好的(de)研(yan)究(jiu)案例。雖然晶體管在20世紀早期就被首次展示，但是其廣泛的(de)商業(ye)化出現得更晚。
摩(mo)爾(er)在(zai)1965年的(de)(de)短文中(zhong)預(yu)言(yan)，半導(dao)體(ti)將快速發(fa)展，這將帶來“電(dian)子(zi)技術的(de)(de)普及(ji)，并將這項科學推向許多新的(de)(de)領域(yu)。”盡管摩(mo)爾(er)的(de)(de)預(yu)測(ce)大膽且出人(ren)意料(liao)的(de)(de)準確，但是半導(dao)體(ti)技術在(zai)實現生產力(li)提升(sheng)和經(jing)濟增長之前，依然耗(hao)費了幾十年的(de)(de)時間進行持續改進。
同樣，人們(men)對于高功率半導體(ti)激光(guang)(guang)(guang)器的(de)(de)顯(xian)著改進(jin)的(de)(de)理解也是有限的(de)(de)。通(tong)過(guo)半導體(ti)將電(dian)子(zi)轉換成激光(guang)(guang)(guang)首先在1962年得(de)以(yi)展示，隨后出現了(le)(le)各種各樣的(de)(de)補充(chong)性進(jin)展，這些(xie)進(jin)步(bu)推動了(le)(le)電(dian)子(zi)轉化(hua)為高生產率激光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)巨大進(jin)步(bu)。這些(xie)進(jin)展已經支持了(le)(le)從光(guang)(guang)(guang)存儲到光(guang)(guang)(guang)網絡、再(zai)到廣泛的(de)(de)工(gong)業領(ling)域(yu)的(de)(de)重要(yao)應(ying)用。
回顧這些進步及積累的(de)進展(zhan)，突(tu)出顯示了許多(duo)經(jing)濟領(ling)域(yu)可(ke)能產生甚至更大、更普(pu)遍(bian)的(de)影(ying)響(xiang)。事實上，隨著高功率半導體激光器的(de)不(bu)斷改進，它的(de)應用領(ling)域(yu)將會加速擴展(zhan)，并且會對經(jing)濟增長帶來(lai)深遠影(ying)響(xiang)。
高功率半導體激光器(qi)的歷史
1962年(nian)(nian)9月16日星(xing)期(qi)日上午，通用電(dian)氣(qi)研究(jiu)實驗室的(de)Robert Hall團隊展(zhan)示了砷(shen)化鎵（GaAs）半(ban)(ban)導(dao)體(ti)的(de)紅外發射，這(zhe)種(zhong)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)具(ju)有(you)表明相(xiang)干激(ji)(ji)光的(de)“奇怪(guai)”干涉圖案(an)，首個半(ban)(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)光器(qi)誕生。Hall最(zui)初認為(wei)半(ban)(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)光“成功(gong)的(de)希望不大”，因為(wei)當時(shi)的(de)發光二極管效率非常(chang)低(di)。他持懷疑(yi)態度也是因為(wei)已有(you)的(de)兩年(nian)(nian)前才展(zhan)示的(de)激(ji)(ji)光器(qi)需要(yao)“復雜的(de)鏡子”。
1962年夏天，Hall說他(ta)被一篇(pian)論(lun)文“震撼”了(le)，該論(lun)文顯示了(le)麻省(sheng)理工(gong)學(xue)院林(lin)肯實驗室(shi)的(de)效率高得多(duo)的(de)砷化鎵發(fa)光二極管。他(ta)回到通用電氣公司(si)，想起來他(ta)幸(xing)好(hao)擁有一些(xie)質量好(hao)的(de)砷化鎵材(cai)料來進行測試(shi)，并利用他(ta)作為業余天文學(xue)家的(de)經驗，開發(fa)出了(le)一種方法來拋光GaAs芯片的(de)邊(bian)緣，以形(xing)成諧振(zhen)腔。
Hall的成(cheng)功演示(shi)是基于(yu)他(ta)的設(she)(she)計(ji)，使輻射在(zai)結(jie)平面內來回反射，而不(bu)(bu)是垂(chui)直(zhi)于(yu)它(ta)。他(ta)謙虛地表示(shi)，沒有人(ren)“以前偶然發現過這個想法。”事實(shi)(shi)上，Hall的設(she)(she)計(ji)本質(zhi)上是幸(xing)運(yun)的巧合，即形成(cheng)波導的半導體(ti)材料也具有同時限制雙極載流子(zi)的特性。否則，半導體(ti)激光將不(bu)(bu)可能實(shi)(shi)現。通過使用不(bu)(bu)相似的半導體(ti)材料，可以形成(cheng)平板波導以使光子(zi)與載流子(zi)交疊。
通用電氣(qi)公司的(de)這(zhe)(zhe)些(xie)初步演示是(shi)一(yi)項重大突(tu)破。然而，這(zhe)(zhe)些(xie)激光器還(huan)遠不是(shi)實用的(de)器件，為了(le)實現(xian)高功(gong)率半導體激光器的(de)前景，必(bi)須實現(xian)不同技(ji)術的(de)融合。關鍵技(ji)術創(chuang)新始于對直接帶(dai)隙半導體材料和(he)晶體生(sheng)長技(ji)術理解方面的(de)進步。
之后的發展(zhan)包括雙異質結(jie)激光(guang)器(qi)的發明(ming)，以(yi)及(ji)量子阱(jing)激光(guang)器(qi)的后續發展(zhan)。進一(yi)步加強(qiang)這些核心技術的關鍵，在于效率的提升以(yi)及(ji)面鈍化、散熱(re)和封裝技術的發展(zhan)。
半導體激光器的輝煌
過去幾(ji)十年來的(de)這些創新，帶來了令人(ren)驚訝的(de)累積改進(jin)(jin)。特別(bie)是亮度的(de)改進(jin)(jin)尤其(qi)突(tu)出(chu)。1985年，當(dang)時最先(xian)進(jin)(jin)的(de)高(gao)功率半(ban)導(dao)(dao)體(ti)激光(guang)器可以將僅100mW的(de)功率耦合進(jin)(jin)芯(xin)徑105μm的(de)光(guang)纖中。現在，最先(xian)進(jin)(jin)的(de)高(gao)功率半(ban)導(dao)(dao)體(ti)激光(guang)器，可以產生超過250W的(de)功率、并耦合進(jin)(jin)芯(xin)徑105μm的(de)光(guang)纖中，相當(dang)于每八年功率增長10倍。
摩爾推測“集成電(dian)路板上將容(rong)納更(geng)多的電(dian)子元(yuan)件”。隨后，每個芯片的晶體(ti)管數量每7年(nian)增加(jia)10倍。巧(qiao)合(he)的是(shi)，高功率半導體(ti)激(ji)光器已經以類似的指(zhi)數速(su)率，將更(geng)多的光子耦合(he)進光纖(xian)中（見(jian)圖1）。
圖1：高功率半導體激光器的亮度和摩爾(er)定律的比較。
高功率半導體(ti)(ti)激(ji)光器亮度的(de)(de)提升，是(shi)各(ge)種無法預料的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)進步的(de)(de)結果。雖然需要(yao)新的(de)(de)創新來延續這一趨(qu)勢(shi)，但有理(li)由相信半導體(ti)(ti)激(ji)光技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)創新還遠未走(zou)到(dao)盡頭(tou)。隨著工程的(de)(de)不斷發展(zhan)，人們(men)所熟知的(de)(de)物理(li)學可以進一步提升半導體(ti)(ti)激(ji)光器的(de)(de)性能。
例如，量(liang)子點增益介質有望在當前的(de)量(liang)子阱(jing)器(qi)件上顯著提(ti)高(gao)效率。慢軸亮度提(ti)供了另(ling)一個數量(liang)級(ji)的(de)改(gai)進潛力。具有改(gai)進的(de)散熱和膨脹匹配(pei)的(de)新型封(feng)裝材(cai)料(liao)，將提(ti)供持續功率提(ti)升和簡化熱管理所(suo)需的(de)增強功能。這(zhe)些(xie)關鍵的(de)發展將支持未(wei)來幾十年高(gao)功率半導(dao)體激(ji)光(guang)器(qi)的(de)發展路線圖(tu)。
二極管(guan)泵浦的(de)固態激光器和光纖激光器
高(gao)功率半(ban)導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器的進步，也使下(xia)游(you)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器技術得到了發展(zhan)，其中作為典型的是半(ban)導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器用于激(ji)發（泵(beng)浦）摻(chan)雜晶體（二(er)極管(guan)泵(beng)浦固態(tai)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器）或摻(chan)雜光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)（光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器）。
雖然半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)器提供高(gao)效、小型、低成(cheng)本(ben)(ben)的激(ji)光(guang)能量(liang)，但是它(ta)(ta)也(ye)存在(zai)兩個關(guan)鍵限制：它(ta)(ta)們不儲(chu)存能量(liang)并且其亮度受限。基本(ben)(ben)上(shang)許多(duo)應用(yong)需要(yao)有用(yong)的兩種(zhong)(zhong)激(ji)光(guang)器；一種(zhong)(zhong)用(yong)于將電力(li)轉換為激(ji)光(guang)發射，另一種(zhong)(zhong)用(yong)于增強該發射的亮度。
二(er)極(ji)管(guan)泵浦(pu)的固(gu)態(tai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。在二(er)十(shi)世紀(ji)八十(shi)年(nian)代晚期，使用半導體激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)泵浦(pu)固(gu)態(tai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)開始(shi)在商(shang)業領域贏得了極(ji)大興趣。 二(er)極(ji)管(guan)泵浦(pu)固(gu)態(tai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)（DPSSL）極(ji)大地減少了熱管(guan)理系統（主要(yao)是循環冷卻器(qi)(qi)(qi)）和增(zeng)益模塊的尺寸(cun)和復雜(za)性(xing)，歷史上增(zeng)益模塊曾使用弧光(guang)(guang)燈來泵浦(pu)固(gu)態(tai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)晶體。
基于(yu)與(yu)固(gu)態(tai)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)增益(yi)介質的(de)(de)(de)光(guang)(guang)譜吸收特征的(de)(de)(de)交疊，來選擇(ze)半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)(de)波長，這(zhe)與(yu)弧光(guang)(guang)燈的(de)(de)(de)寬帶(dai)發射光(guang)(guang)譜相比(bi)，能(neng)顯著降低熱負荷(he)。考慮到發射1064nm波長的(de)(de)(de)釹摻(chan)雜激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)(de)普(pu)及，808nm的(de)(de)(de)半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)長成為(wei)20多年(nian)來半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)生產中產量最大的(de)(de)(de)產品(pin)。
隨著多(duo)模半導體激光(guang)器(qi)亮度(du)的(de)提高(gao)，以及在本世紀(ji)第一個(ge)十年中期使(shi)用體布拉格光(guang)柵（VBG）穩定(ding)窄發射線寬(kuan)的(de)能力成為(wei)可能，第二(er)代改進(jin)的(de)二(er)極(ji)(ji)(ji)管泵浦效率得以實現(xian)。880nm左右(you)的(de)較弱(ruo)和光(guang)譜窄吸收特性(xing)，引起了人(ren)們對光(guang)譜穩定(ding)的(de)高(gao)亮度(du)泵浦二(er)極(ji)(ji)(ji)管的(de)極(ji)(ji)(ji)大(da)興趣(qu)。這些更(geng)高(gao)性(xing)能的(de)激光(guang)器(qi)使(shi)直接泵浦釹的(de)上激光(guang)能級4F3/2成為(wei)可能，能夠(gou)減少(shao)量子(zi)虧損，從而改善平均功率更(geng)高(gao)時(shi)的(de)基模提取，否則將受(shou)到(dao)熱透鏡的(de)限(xian)制。
到(dao)本(ben)世(shi)紀第二個十年早(zao)期，我們目睹了(le)單橫模1064nm激光(guang)(guang)器(qi)，以及在可見光(guang)(guang)和(he)紫(zi)外波段(duan)工作(zuo)的(de)(de)其(qi)頻率轉換激光(guang)(guang)器(qi)的(de)(de)顯著(zhu)功率提升(sheng)趨勢。鑒于Nd：YAG和(he)Nd：YVO4較長的(de)(de)上能(neng)態壽命(ming)，這些DPSSL的(de)(de)調Q運行提供(gong)高脈沖(chong)能(neng)量和(he)高峰值(zhi)功率，非常適合燒蝕材料加工和(he)高精度微加工應(ying)用。
光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)提(ti)供高性價比(bi)的(de)方式(shi)來(lai)轉換高功率半(ban)(ban)導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)亮度(du)。盡(jin)管波長復用光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)器(qi)件可以將相對低(di)亮度(du)的(de)半(ban)(ban)導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)轉換為(wei)(wei)更亮的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)，但這是以增加光(guang)(guang)(guang)(guang)譜寬度(du)和光(guang)(guang)(guang)(guang)機(ji)械(xie)復雜性為(wei)(wei)代價的(de)。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)已(yi)證明在亮度(du)轉換中特別有效。
舉(ju)例來說，比較(jiao)以(yi)下(xia)最佳(jia)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器：其中~5kW的(de)(de)976nm泵(beng)浦功率來自(zi)于400μm和(he)0.46NA的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖（95mm-mrad的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)束質量(liang)），相(xiang)當于0.55W/(mm-mrad)的(de)(de)泵(beng)浦亮度。該泵(beng)浦光(guang)(guang)(guang)由(you)光(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器轉換為(wei)~4kW的(de)(de)1064nm光(guang)(guang)(guang)束，從20μm和(he)0.06NA的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)纖輸出，其亮度為(wei)11,098W/(mm-mrad)。光(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器提供的(de)(de)亮度增強(qiang)>20,000倍，或者超過(guo)四個數量(liang)級(ji)！
20世紀(ji)90年代推出(chu)的(de)雙包層光(guang)(guang)(guang)纖(xian)，使用被多模(mo)(mo)包層包圍的(de)單模(mo)(mo)纖(xian)芯(xin)，可以有效地將更高(gao)功率(lv)、更低成(cheng)本的(de)多模(mo)(mo)半導(dao)體泵浦(pu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)導(dao)入到(dao)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)中，從而創造出(chu)一(yi)種更經濟的(de)方法，將高(gao)功率(lv)半導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)轉換(huan)為更亮(liang)的(de)光(guang)(guang)(guang)源。對于(yu)摻鐿（Yb）光(guang)(guang)(guang)纖(xian)，泵浦(pu)激(ji)發(fa)以915nm為中心的(de)寬吸收帶，或在976nm附近的(de)較窄吸收帶。隨著泵浦(pu)波(bo)長接近光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)激(ji)射波(bo)長，所(suo)謂的(de)量(liang)子虧損得以減少，從而使效率(lv)最(zui)大化并且使需要耗散的(de)廢熱量(liang)最(zui)小化。
光纖激(ji)(ji)光器(qi)和二(er)極管(guan)泵浦(pu)固態激(ji)(ji)光器(qi)，都依(yi)賴于二(er)極管(guan)激(ji)(ji)光器(qi)亮(liang)度(du)(du)的提升。一(yi)般來說(shuo)，隨著二(er)極管(guan)激(ji)(ji)光器(qi)的亮(liang)度(du)(du)不斷(duan)進步，它們泵浦(pu)的激(ji)(ji)光器(qi)的功率也隨之提升。半導體激(ji)(ji)光器(qi)的亮(liang)度(du)(du)改(gai)進傾向于促進更高效(xiao)的亮(liang)度(du)(du)轉換。
正如我們期待的(de)那樣，空間和(he)光(guang)(guang)譜亮度對于未(wei)來的(de)系統來說將(jiang)非常必要，這將(jiang)使固(gu)態激光(guang)(guang)器(qi)中窄吸(xi)收特征的(de)低量子虧損泵浦、以及(ji)用(yong)于直接半導體(ti)激光(guang)(guang)器(qi)應用(yong)的(de)密(mi)集波(bo)長復用(yong)方案成為可能(neng)。
市場(chang)和應用(yong)
高功(gong)率半(ban)導體激光器(qi)的(de)進(jin)步，已使得(de)許多重要的(de)應用成為(wei)可(ke)能(neng)。由于高功(gong)率半(ban)導體激光器(qi)的(de)每(mei)亮度(du)瓦成本(ben)已以指數級降低，這(zhe)些激光器(qi)既取代了舊技術，又(you)使新的(de)產品類別(bie)成為(wei)可(ke)能(neng)。
隨著(zhu)成本和性(xing)能(neng)每十年(nian)改善(shan)10倍以上，高(gao)功率半導體激光器以無(wu)法預料的(de)方式(shi)擾(rao)動了市場。雖然(ran)很難(nan)精確地(di)預測未來(lai)的(de)應用，但是通過回顧過去三十年(nian)來(lai)構思未來(lai)十年(nian)的(de)可能(neng)性(xing)（見圖(tu)2），也會帶來(lai)很多啟發(fa)。
圖2：高功(gong)率半導體激光亮度的提升，使得應用得以(yi)拓展。
20世紀(ji)80年代：光(guang)(guang)存(cun)儲和最初(chu)的小(xiao)眾應用。光(guang)(guang)存(cun)儲是半導體(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)的首個大規模(mo)應用。Hall最初(chu)展示(shi)紅(hong)外(wai)半導體(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)后(hou)不久，通用電氣公司的Nick Holonyak就(jiu)展示(shi)了首款可見紅(hong)光(guang)(guang)半導體(ti)(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)。在這之(zhi)后(hou)二十年，光(guang)(guang)盤（CD）進入市(shi)場(chang)，并啟動了光(guang)(guang)存(cun)儲市(shi)場(chang)。
半導體激(ji)光(guang)(guang)技術的(de)(de)(de)持續創新帶來(lai)了(le)光(guang)(guang)存儲的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，如數字多功能光(guang)(guang)盤（DVD），然后是(shi)藍光(guang)(guang)光(guang)(guang)盤（BD）。這是(shi)半導體激(ji)光(guang)(guang)器的(de)(de)(de)第一(yi)大市(shi)場，但通常中(zhong)等的(de)(de)(de)功率(lv)水平(ping)，使(shi)得一(yi)些其他(ta)應(ying)用僅限于相對較(jiao)小的(de)(de)(de)利基(ji)市(shi)場，如熱敏打(da)印、醫療應(ying)用以(yi)及(ji)精選(xuan)的(de)(de)(de)航空和(he)國防應(ying)用。
20世紀(ji)90年代：光(guang)(guang)網絡繁榮(rong)。在20世紀(ji)90年代，半(ban)導體(ti)激光(guang)(guang)器成為通信網絡的(de)(de)(de)關(guan)鍵。半(ban)導體(ti)激光(guang)(guang)器被用于通過光(guang)(guang)纖(xian)網絡傳輸(shu)信號，但是(shi)用于光(guang)(guang)學放大器的(de)(de)(de)更(geng)高(gao)功率(lv)的(de)(de)(de)單(dan)模(mo)泵(beng)浦激光(guang)(guang)器，對于使(shi)光(guang)(guang)網絡經濟地擴(kuo)展、并真正(zheng)支持因(yin)特網上的(de)(de)(de)數據增長(chang)至(zhi)關(guan)重要。
高功率半導(dao)體激光器最(zui)初的(de)先驅(qu)之(zhi)一(yi)Spectra Diode Labs（SDL）是(shi)所電(dian)信(xin)泡(pao)沫(mo)淹(yan)沒的(de)一(yi)個例子。SDL于(yu)1983年成立，由Spectra-Physics和施樂公司合資組建(jian)，于(yu)1995年上市，市值約(yue)為(wei)1億美(mei)(mei)元。五年后，SDL在電(dian)信(xin)業(ye)爆發(fa)的(de)高峰期(qi)間被JDSU以超過400億美(mei)(mei)元的(de)價格收(shou)購，這(zhe)是(shi)歷(li)史上最(zui)大的(de)技術(shu)收(shou)購之(zhi)一(yi)。 不(bu)久之(zhi)后，電(dian)信(xin)業(ye)破滅，毀掉了數萬(wan)億美(mei)(mei)元的(de)資本(ben)，現在看來，這(zhe)可能是(shi)歷(li)史上最(zui)大的(de)泡(pao)沫(mo)。
21世紀(ji)：激(ji)光(guang)作為(wei)(wei)一種工具。盡管電信業蕭條非常具有破(po)壞性，但高功(gong)率半導體激(ji)光(guang)器(qi)的(de)大規模投資，為(wei)(wei)其被(bei)更廣泛的(de)采用奠定了(le)基礎。隨著性能和成(cheng)本的(de)提(ti)升(sheng)，這些(xie)激(ji)光(guang)器(qi)在各種各樣的(de)加工領(ling)域，正越來越多地取代傳統(tong)的(de)氣體激(ji)光(guang)器(qi)或其他能量轉(zhuan)換源。
基(ji)于(yu)半導體的(de)(de)激光(guang)器已經成(cheng)為(wei)廣泛應(ying)(ying)用(yong)(yong)中普(pu)遍使用(yong)(yong)的(de)(de)工具。其工業應(ying)(ying)用(yong)(yong)范圍從(cong)傳統制(zhi)造工藝(yi)（如切割和焊接(jie)）到新的(de)(de)先(xian)進制(zhi)造技術（如用(yong)(yong)于(yu)3D打(da)印金屬部件的(de)(de)增材制(zhi)造）。微(wei)制(zhi)造應(ying)(ying)用(yong)(yong)甚(shen)至更加(jia)多(duo)樣化，因為(wei)智能(neng)手機等關(guan)鍵產(chan)品(pin)，已通過這(zhe)些激光(guang)器的(de)(de)精確功率傳輸而在商業上變得可(ke)行。航空航天(tian)和國防(fang)應(ying)(ying)用(yong)(yong)涵(han)蓋廣泛的(de)(de)關(guan)鍵任(ren)務應(ying)(ying)用(yong)(yong)，未來(lai)可(ke)能(neng)包(bao)括(kuo)下一代定向(xiang)能(neng)系統。
半導體激光器的(de)未來
50多(duo)年(nian)(nian)前，摩爾沒有提出一個新的物理基本定律，而是指出了十(shi)多(duo)年(nian)(nian)前最(zui)初開(kai)始研(yan)究的集成電(dian)路的發展規律。他的預言(yan)持(chi)續了數十(shi)年(nian)(nian)，并實現了一系列顛覆性創新，這些在1965年(nian)(nian)是無法想象的。
當Hall在50多年前展示半導體(ti)激(ji)光器時，他(ta)發起了一場技術革(ge)命。與摩爾定律一樣(yang)，沒有人能(neng)預測到隨后各式(shi)各樣(yang)的不同創新所帶(dai)來的高功(gong)率半導體(ti)激(ji)光器的輝煌成就。
物理(li)學并沒有基(ji)本的(de)規律(lv)來統治這些改進，但(dan)持續的(de)技術進步很可(ke)能(neng)在輝煌(huang)中維持這種指數級的(de)發展。半(ban)(ban)導體激光器將繼(ji)續取代(dai)傳統技術，并將進一步改變事(shi)物的(de)制造方式(shi)。對經(jing)濟增長更為重要的(de)是，高功(gong)率半(ban)(ban)導體激光器也(ye)將改變可(ke)以制造的(de)事(shi)物。