Το παρελθόν και το μέλλον των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος

Καθώς η αποδοτικότητα και η ισχύς συνεχίζουν να αυξάνονται, οι δίοδοι λέιζερ θα συνεχίσουν να αντικαθιστούν τις παραδοσιακές τεχνολογίες, να αλλάζουν τον τρόπο χειρισμού των πραγμάτων και να τονώνουν τη γέννηση νέων πραγμάτων.
Παραδοσιακά, οι οικονομολόγοι πιστεύουν ότι η τεχνολογική πρόοδος είναι μια σταδιακή διαδικασία. Πρόσφατα, η βιομηχανία έχει επικεντρωθεί περισσότερο στην αναστατωτική καινοτομία που μπορεί να προκαλέσει ασυνέχειες. Αυτές οι καινοτομίες, γνωστές ως τεχνολογίες γενικού σκοπού (GPT), είναι «βαθιές νέες ιδέες ή τεχνολογίες που μπορεί να έχουν σημαντικό αντίκτυπο σε πολλές πτυχές της οικονομίας». Η γενική τεχνολογία χρειάζεται συνήθως αρκετές δεκαετίες για να αναπτυχθεί και ακόμη περισσότερο θα επιφέρει αύξηση της παραγωγικότητας. Στην αρχή, δεν ήταν καλά κατανοητοί. Ακόμη και μετά την εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας, υπήρξε μακροπρόθεσμη καθυστέρηση στην υιοθέτηση της παραγωγής. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι ένα καλό παράδειγμα. Τα τρανζίστορ παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά στις αρχές του 20ού αιώνα, αλλά χρησιμοποιήθηκαν ευρέως μέχρι αργά το βράδυ.
Ένας από τους ιδρυτές του Νόμου του Μουρ, ο Γκόρντον Μουρ, προέβλεψε το 1965 ότι οι ημιαγωγοί θα αναπτυχθούν με ταχύτερο ρυθμό, «φέρνοντας τη δημοτικότητα των ηλεκτρονικών και ωθώντας αυτή την επιστήμη σε πολλά νέα πεδία». Παρά τις τολμηρές και απροσδόκητα ακριβείς προβλέψεις του, έχει περάσει δεκαετίες συνεχούς βελτίωσης προτού επιτύχει παραγωγικότητα και οικονομική ανάπτυξη.
Ομοίως, η κατανόηση της δραματικής ανάπτυξης των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος είναι περιορισμένη. Το 1962, η βιομηχανία παρουσίασε για πρώτη φορά τη μετατροπή ηλεκτρονίων σε λέιζερ, ακολουθούμενη από μια σειρά προόδων που οδήγησαν σε σημαντικές βελτιώσεις στη μετατροπή ηλεκτρονίων σε διαδικασίες λέιζερ υψηλής απόδοσης. Αυτές οι βελτιώσεις μπορούν να υποστηρίξουν μια σειρά σημαντικών εφαρμογών, όπως οπτική αποθήκευση, οπτική δικτύωση και ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών.
Υπενθυμίζοντας αυτές τις εξελίξεις και τις πολυάριθμες βελτιώσεις που έχουν φέρει στο φως έχουν επισημανθεί η πιθανότητα μεγαλύτερου και ευρύτερου αντίκτυπου σε πολλές πτυχές της οικονομίας. Στην πραγματικότητα, με τη συνεχή βελτίωση των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, το πεδίο των σημαντικών εφαρμογών θα αυξηθεί και θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην οικονομική ανάπτυξη.
Ιστορία λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος
Στις 16 Σεπτεμβρίου 1962, μια ομάδα με επικεφαλής τον Robert Hall της General Electric επέδειξε την υπέρυθρη εκπομπή ημιαγωγών του αρσενιδίου του γαλλίου (GaAs), τα οποία έχουν "περίεργα" μοτίβα παρεμβολών, που σημαίνει συνοχή Laser - τη γέννηση του πρώτου λέιζερ ημιαγωγών. Ο Χαλλ αρχικά πίστευε ότι το λέιζερ ημιαγωγών ήταν ένα "μακρινό πλάνο" επειδή οι δίοδοι που εκπέμπουν φως τότε ήταν πολύ αναποτελεσματικές. Ταυτόχρονα, ήταν επίσης σκεπτικός σχετικά με αυτό, επειδή το λέιζερ που είχε επιβεβαιωθεί πριν από δύο χρόνια και υπάρχει ήδη απαιτεί έναν «καλό καθρέφτη».
Το καλοκαίρι του 1962, ο Χάλλε είπε ότι σοκαρίστηκε από τις πιο αποτελεσματικές διόδους εκπομπής φωτός GaAs που αναπτύχθηκαν από το εργαστήριο MIT Lincoln. Στη συνέχεια, είπε ότι ήταν τυχερός που κατάφερε να δοκιμάσει με υψηλής ποιότητας υλικά GaAs και χρησιμοποίησε την εμπειρία του ως ερασιτέχνης αστρονόμος για να αναπτύξει έναν τρόπο να γυαλίσει τα άκρα των τσιπ GaAs για να σχηματίσει μια κοιλότητα.
Η επιτυχημένη επίδειξη του Hall βασίζεται στο σχεδιασμό της ακτινοβολίας που αναπηδά μπρος-πίσω στη διεπαφή και όχι κάθετη αναπήδηση. Είπε με μετριοπάθεια ότι κανείς "δεν έχει συμβεί με αυτή την ιδέα". Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός του Hall είναι ουσιαστικά μια τυχερή σύμπτωση ότι το υλικό ημιαγωγού που σχηματίζει τον κυματοδηγό έχει επίσης την ιδιότητα να περιορίζει τους διπολικούς φορείς ταυτόχρονα. Διαφορετικά, είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα λέιζερ ημιαγωγών. Με τη χρήση ανόμοιων υλικών ημιαγωγών, μπορεί να σχηματιστεί ένας κυματοδηγός πλάκας για την επικάλυψη φωτονίων με φορείς.
Αυτές οι προκαταρκτικές διαδηλώσεις στη General Electric ήταν μια σημαντική ανακάλυψη. Ωστόσο, αυτά τα λέιζερ απέχουν πολύ από πρακτικές συσκευές. Προκειμένου να προωθηθεί η γέννηση των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, πρέπει να πραγματοποιηθεί σύντηξη διαφορετικών τεχνολογιών. Οι βασικές τεχνολογικές καινοτομίες ξεκίνησαν με την κατανόηση των άμεσων εύκαμπτων υλικών ημιαγωγών και των τεχνικών ανάπτυξης κρυστάλλων.
Μεταγενέστερες εξελίξεις περιελάμβαναν την εφεύρεση λέιζερ διπλής ετεροσύνδεσης και την επακόλουθη ανάπτυξη λέιζερ κβαντικών φρεατίων. Το κλειδί για την περαιτέρω ενίσχυση αυτών των βασικών τεχνολογιών έγκειται στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και στην ανάπτυξη της παθητικοποίησης της κοιλότητας, της απαγωγής θερμότητας και της τεχνολογίας συσκευασίας.
Λάμψη
Η καινοτομία τις τελευταίες δεκαετίες επέφερε συναρπαστικές βελτιώσεις. Συγκεκριμένα, η βελτίωση της φωτεινότητας είναι εξαιρετική. Το 1985, το υπερσύγχρονο λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος κατάφερε να συνδέσει 105 milliwatts ισχύος σε μια ίνα 105 πυρήνων. Τα πιο προηγμένα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος μπορούν τώρα να παράγουν περισσότερα από 250 watt ινών 105 μικρών με ένα μόνο μήκος κύματος - μια αύξηση 10 φορές κάθε οκτώ χρόνια.

Ο Μουρ σχεδίαζε «στερέωση περισσότερων εξαρτημάτων στο ολοκληρωμένο κύκλωμα» - τότε, ο αριθμός των τρανζίστορ ανά τσιπ αυξήθηκε κατά 10 φορές κάθε 7 χρόνια. Συμπτωματικά, τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος ενσωματώνουν περισσότερα φωτόνια στην ίνα με παρόμοιους εκθετικούς ρυθμούς (βλ. Σχήμα 1).

Σχήμα 1. Φωτεινότητα των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος και σύγκριση με το νόμο του Moore
Η βελτίωση της φωτεινότητας των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος έχει προωθήσει την ανάπτυξη διαφόρων απρόβλεπτων τεχνολογιών. Αν και η συνέχιση αυτής της τάσης απαιτεί περισσότερη καινοτομία, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η καινοτομία της τεχνολογίας λέιζερ ημιαγωγών απέχει πολύ από το να ολοκληρωθεί. Η γνωστή φυσική μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την απόδοση των λέιζερ ημιαγωγών μέσω συνεχούς τεχνολογικής ανάπτυξης.
Για παράδειγμα, τα μέσα κβαντικής απόκτησης κουκκίδων μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την απόδοση σε σύγκριση με τις τρέχουσες συσκευές κβαντικών φρεατίων. Η φωτεινότητα αργού άξονα προσφέρει μια άλλη σειρά δυναμικού βελτίωσης μεγέθους Νέα υλικά συσκευασίας με βελτιωμένη αντιστοίχιση θερμότητας και επέκτασης θα παρέχουν τις βελτιώσεις που απαιτούνται για συνεχή ρύθμιση ισχύος και απλοποιημένη θερμική διαχείριση. Αυτές οι βασικές εξελίξεις θα παρέχουν έναν χάρτη πορείας για την ανάπτυξη λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος τις επόμενες δεκαετίες.
Λέιζερ στερεάς κατάστασης και ινών που αντλούνται με δίοδο
Οι βελτιώσεις στα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος κατέστησαν δυνατή την ανάπτυξη τεχνολογιών κατάντη λέιζερ. Στις τεχνολογίες κατάντη λέιζερ, τα λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιούνται για να διεγείρουν (αντλία) νάρκωση κρυστάλλων (λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου) ή νωμένες ίνες (λέιζερ ινών).
Παρόλο που τα λέιζερ ημιαγωγών παρέχουν ενέργεια λέιζερ υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους, υπάρχουν δύο βασικοί περιορισμοί: δεν αποθηκεύουν ενέργεια και η φωτεινότητα τους είναι περιορισμένη. Βασικά αυτά τα δύο λέιζερ πρέπει να χρησιμοποιηθούν για πολλές εφαρμογές: το ένα για τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε εκπομπές λέιζερ και το άλλο για τη βελτίωση της φωτεινότητας των εκπομπών λέιζερ.
Λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, η χρήση λέιζερ ημιαγωγών για την άντληση λέιζερ στερεάς κατάστασης άρχισε να κερδίζει δημοτικότητα σε εμπορικές εφαρμογές. Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης που αντλούνται από δίοδο (DPSSL) μειώνουν σημαντικά το μέγεθος και την πολυπλοκότητα των συστημάτων θερμικής διαχείρισης (κυρίως ψυκτικούς ανακυκλωτές) και λαμβάνουν μονάδες που έχουν ιστορικά συνδυασμένους λαμπτήρες τόξου για την άντληση κρυστάλλων λέιζερ στερεάς κατάστασης.
Τα μήκη κύματος των λέιζερ ημιαγωγών επιλέγονται με βάση την επικάλυψή τους με τις ιδιότητες φασματικής απορρόφησης του μέσου κέρδους λέιζερ στερεάς κατάστασης. το θερμικό φορτίο μειώνεται σε μεγάλο βαθμό σε σύγκριση με το φάσμα εκπομπών ευρείας ζώνης της λυχνίας τόξου. Λόγω της δημοτικότητας των λέιζερ 1064 nm με βάση τα γερμανικά, το μήκος κύματος της αντλίας 808 nm έχει γίνει το μεγαλύτερο μήκος κύματος σε λέιζερ ημιαγωγών για περισσότερα από 20 χρόνια.
Με την αύξηση της φωτεινότητας των λέιζερ ημιαγωγών πολλαπλών τρόπων και την ικανότητα σταθεροποίησης του στενού πλάτους γραμμής πομπού με σχάρες όγκου Bragg (VBGs) στα μέσα του 2000, επιτεύχθηκε η δεύτερη γενιά βελτιωμένης απόδοσης άντλησης διόδων. Τα ασθενέστερα και φασματικά στενά χαρακτηριστικά απορρόφησης περίπου 880 nm έχουν γίνει θερμές θέσεις για δίοδοι υψηλής φωτεινότητας Αυτές οι δίοδοι μπορούν να επιτύχουν φασματική σταθερότητα. Αυτά τα λέιζερ υψηλότερης απόδοσης μπορούν να διεγείρουν άμεσα το ανώτερο επίπεδο 4F3 / 2 του λέιζερ σε πυρίτιο, μειώνοντας τα κβαντικά ελαττώματα, βελτιώνοντας έτσι την εξαγωγή βασικών λειτουργιών υψηλότερου μέσου όρου που διαφορετικά θα περιορίζονταν από θερμικούς φακούς.
Στις αρχές του 2010, έχουμε δει την τάση κλιμάκωσης υψηλής ισχύος του λέιζερ 1064nm μονής διασταύρωσης και σχετικών σειρών λέιζερ μετατροπής συχνότητας που λειτουργούν στις ορατές και υπεριώδεις ζώνες. Λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής σε κατάσταση υψηλής ενέργειας Nd: YAG και Nd: YVO4, αυτές οι λειτουργίες μεταγωγής DPSSL Q παρέχουν υψηλή ενέργεια παλμού και ισχύ αιχμής, καθιστώντας τις ιδανικές για επεξεργασία αφαιρετικών υλικών και εφαρμογές υψηλής κατεργασίας μικροαερίσματος.
λέιζερ οπτικών ινών. Τα λέιζερ ινών παρέχουν έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο μετατροπής της φωτεινότητας των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Αν και τα οπτικά πολυπλέγματα μήκους κύματος μπορούν να μετατρέψουν ένα λέιζερ ημιαγωγών σχετικά χαμηλής φωτεινότητας σε ένα φωτεινότερο λέιζερ ημιαγωγών, αυτό σε βάρος του αυξημένου φασματικού πλάτους και της οπτομηχανικής πολυπλοκότητας. Τα λέιζερ ινών έχουν αποδειχθεί ότι είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά στη φωτομετρική μετατροπή.
Οι ίνες διπλής επένδυσης που εισήχθησαν τη δεκαετία του 1990 χρησιμοποιούν ίνες μονής λειτουργίας που περιβάλλονται από επένδυση πολλαπλών τρόπων, καθιστώντας δυνατή την αποτελεσματική έγχυση λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, χαμηλού κόστους, που δημιουργεί έναν πιο οικονομικό τρόπο μετατροπής λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος σε ένα φωτεινότερο λέιζερ. Για τις ίνες με ντέρμπιο (Yb), η αντλία διεγείρει μια ευρεία απορρόφηση που επικεντρώνεται στα 915 nm ή μια στενή ζώνη με δυνατότητα περίπου 976 nm. Καθώς το μήκος κύματος της αντλίας πλησιάζει το μήκος κύματος του λέιζερ των ινών, τα λεγόμενα κβαντικά ελαττώματα μειώνονται, μεγιστοποιώντας έτσι την αποτελεσματικότητα και ελαχιστοποιώντας την ποσότητα της απαγωγής θερμότητας.
Τόσο τα λέιζερ ινών όσο και τα λέιζερ στερεάς κατάστασης που αντλούνται με δίοδο βασίζονται σε βελτιώσεις στη φωτεινότητα των λέιζερ διόδων. Σε γενικές γραμμές, καθώς η φωτεινότητα των λέιζερ διόδων συνεχίζει να βελτιώνεται, αυξάνεται επίσης το ποσοστό της ισχύος λέιζερ που αντλούν. Η αυξημένη φωτεινότητα των λέιζερ ημιαγωγών διευκολύνει την αποτελεσματικότερη μετατροπή φωτεινότητας.
Όπως θα περιμέναμε, η χωρική και η φασματική φωτεινότητα θα είναι απαραίτητα για μελλοντικά συστήματα, τα οποία θα επιτρέπουν την άντληση χαμηλού κβαντικού ελαττώματος με στενά χαρακτηριστικά απορρόφησης σε λέιζερ στερεάς κατάστασης και πυκνότητα πολλαπλού μήκους κύματος για άμεσες εφαρμογές laser ημιαγωγών. Το σχέδιο καθίσταται δυνατό.
Αγορά και εφαρμογή
Η ανάπτυξη λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος κατέστησε δυνατή πολλές σημαντικές εφαρμογές. Αυτά τα λέιζερ έχουν αντικαταστήσει πολλές παραδοσιακές τεχνολογίες και έχουν εφαρμόσει νέες κατηγορίες προϊόντων.
Με 10 φορές αύξηση κόστους και απόδοσης ανά δεκαετία, τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος διαταράσσουν την κανονική λειτουργία της αγοράς με απρόβλεπτους τρόπους. Αν και είναι δύσκολο να προβλέψουμε με ακρίβεια τις μελλοντικές εφαρμογές, είναι πολύ σημαντικό να αναθεωρήσουμε το ιστορικό ανάπτυξης των τελευταίων τριών δεκαετιών και να παράσχουμε δυνατότητες πλαισίου για την ανάπτυξη της επόμενης δεκαετίας (βλ. Εικόνα 2)

Εικόνα 2. Εφαρμογή καυσίμου φωτεινότητας λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος (κόστος τυποποίησης ανά φωτεινότητα watt)
1980: Οπτική αποθήκευση και αρχικές εξειδικευμένες εφαρμογές. Η οπτική αποθήκευση είναι η πρώτη εφαρμογή μεγάλης κλίμακας στη βιομηχανία λέιζερ ημιαγωγών. Λίγο μετά την πρώτη παρουσίαση του λέιζερ ημιαγωγών υπέρυθρων, η General Electrics Nick Holonyak παρουσίασε επίσης το πρώτο ορατό κόκκινο λέιζερ ημιαγωγών. Είκοσι χρόνια αργότερα, οι δίσκοι CD (CD) εισήχθησαν στην αγορά, ακολουθούμενο από την αγορά οπτικών αποθηκευτικών χώρων.
Η συνεχής καινοτομία της τεχνολογίας λέιζερ ημιαγωγών οδήγησε στην ανάπτυξη τεχνολογιών οπτικής αποθήκευσης όπως ψηφιακός ευέλικτος δίσκος (DVD) και δίσκος Blu-ray (BD). Αυτή είναι η πρώτη μεγάλη αγορά για λέιζερ ημιαγωγών, αλλά γενικά τα χαμηλά επίπεδα ισχύος περιορίζουν άλλες εφαρμογές σε σχετικά μικρές εξειδικευμένες αγορές όπως θερμική εκτύπωση, ιατρικές εφαρμογές και επιλεγμένες εφαρμογές αεροδιαστημικής και άμυνας.
Τη δεκαετία του 1990: Κυριαρχούν τα οπτικά δίκτυα. Τη δεκαετία του 1990, τα λέιζερ ημιαγωγών έγιναν το κλειδί για τα δίκτυα επικοινωνίας. Τα λέιζερ ημιαγωγών χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση σημάτων μέσω δικτύων οπτικών ινών, αλλά τα λέιζερ αντλίας μονής λειτουργίας υψηλότερης ισχύος για οπτικούς ενισχυτές είναι κρίσιμα για την επίτευξη κλίμακας οπτικών δικτύων και για την πραγματική υποστήριξη της ανάπτυξης δεδομένων του Διαδικτύου.
Η ραγδαία ανάπτυξη της βιομηχανίας τηλεπικοινωνιών είναι μεγάλη, λαμβάνοντας ως παράδειγμα το Spectra Diode Labs (SDL), έναν από τους πρώτους πρωτοπόρους στη βιομηχανία λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Ιδρύθηκε το 1983, η SDL είναι μια κοινοπραξία μεταξύ των επωνυμιών λέιζερ Spectra-Physics και της Xerox. Ξεκίνησε το 1995 με κεφαλαιοποίηση περίπου 100 εκατομμυρίων δολαρίων. Πέντε χρόνια αργότερα, η SDL πωλήθηκε στην JDSU για περισσότερα από 40 δισεκατομμύρια δολάρια κατά τη διάρκεια της αιχμής της βιομηχανίας τηλεπικοινωνιών, μια από τις μεγαλύτερες τεχνολογικές αποκτήσεις στην ιστορία. Λίγο αργότερα, η φούσκα των τηλεπικοινωνιών έσπασε και κατέστρεψε τρισεκατομμύρια δολάρια κεφαλαίου, που τώρα θεωρείται ως η μεγαλύτερη φούσκα στην ιστορία.
2000s: Τα λέιζερ έγιναν εργαλείο. Αν και η έκρηξη της φούσκας της αγοράς τηλεπικοινωνιών είναι εξαιρετικά καταστροφική, η τεράστια επένδυση σε λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος έχει θέσει τα θεμέλια για ευρύτερη υιοθέτηση. Καθώς η απόδοση και η αύξηση του κόστους, αυτά τα λέιζερ αρχίζουν να αντικαθιστούν τα παραδοσιακά λέιζερ αερίου ή άλλες πηγές μετατροπής ενέργειας σε μια ποικιλία διαδικασιών.
Τα λέιζερ ημιαγωγών έχουν γίνει ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εργαλείο. Οι βιομηχανικές εφαρμογές κυμαίνονται από παραδοσιακές διαδικασίες κατασκευής, όπως κοπή και συγκόλληση έως νέες προηγμένες τεχνολογίες κατασκευής, όπως κατασκευή πρόσθετων τρισδιάστατων μεταλλικών μερών. Οι εφαρμογές μικροκατασκευής είναι πιο διαφορετικές, καθώς βασικά προϊόντα όπως τα smartphone έχουν εμπορευματοποιηθεί με αυτά τα λέιζερ. Οι εφαρμογές αεροδιαστημικής και άμυνας περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών κρίσιμης σημασίας και πιθανότατα θα περιλαμβάνουν συστήματα κατεύθυνσης ενέργειας επόμενης γενιάς στο μέλλον.
εν κατακλείδι
Πάνω από 50 χρόνια πριν, ο Μουρ δεν πρότεινε έναν νέο βασικό νόμο της φυσικής, αλλά έκανε μεγάλες βελτιώσεις στα ολοκληρωμένα κυκλώματα που μελετήθηκαν για πρώτη φορά πριν από δέκα χρόνια. Η προφητεία του διήρκεσε για δεκαετίες και έφερε μαζί του μια σειρά από αναστατωτικές καινοτομίες που ήταν αδιανόητες το 1965.
Όταν ο Hall παρουσίασε λέιζερ ημιαγωγών πριν από περισσότερα από 50 χρόνια, πυροδότησε μια τεχνολογική επανάσταση. Όπως και με τον Νόμο του Μουρ, κανείς δεν μπορεί να προβλέψει την ανάπτυξη υψηλής ταχύτητας που θα υποστούν στη συνέχεια τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής έντασης από έναν μεγάλο αριθμό καινοτομιών.
Δεν υπάρχει κανένας θεμελιώδης κανόνας στη φυσική για τον έλεγχο αυτών των τεχνολογικών βελτιώσεων, αλλά η συνεχής τεχνολογική πρόοδος μπορεί να προωθήσει το λέιζερ όσον αφορά τη φωτεινότητα. Αυτή η τάση θα συνεχίσει να αντικαθιστά τις παραδοσιακές τεχνολογίες, αλλάζοντας περαιτέρω τον τρόπο ανάπτυξης των πραγμάτων. Πιο σημαντικό για την οικονομική ανάπτυξη, τα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος θα προωθήσουν επίσης τη γέννηση νέων πραγμάτων.