隨著效率和功率的不斷提升，激光二極管將繼續(xù)取代傳統(tǒng)技術(shù)，從而改變事物的制造方式并促成新事物的發(fā)展。

通用技術(shù)通常需要幾十年的發(fā)展，甚至更長時間才能帶來生產(chǎn)力的提升。這些技術(shù)一開始通常不會被很好地理解，即使在技術(shù)商業(yè)化之后，生產(chǎn)應(yīng)用仍然存在長期滯后。集成電路是一個很好的研究案例。雖然晶體管在20世紀早期就被首次展示，但是其廣泛的商業(yè)化出現(xiàn)得更晚。

摩爾在1965年的短文中預(yù)言，半導(dǎo)體將快速發(fā)展，這將帶來“電子技術(shù)的普及，并將這項科學(xué)推向許多新的領(lǐng)域?！北M管摩爾的預(yù)測大膽且出人意料的準確，但是半導(dǎo)體技術(shù)在實現(xiàn)生產(chǎn)力提升和經(jīng)濟增長之前，依然耗費了幾十年的時間進行持續(xù)改進。

同樣，人們對于高功率半導(dǎo)體激光器的顯著改進的理解也是有限的。通過半導(dǎo)體將電子轉(zhuǎn)換成激光首先在1962年得以展示，隨后出現(xiàn)了各種各樣的補充性進展，這些進步推動了電子轉(zhuǎn)化為高生產(chǎn)率激光的巨大進步。這些進展已經(jīng)支持了從光存儲到光網(wǎng)絡(luò)、再到廣泛的工業(yè)領(lǐng)域的重要應(yīng)用。

回顧這些進步及積累的進展，突出顯示了許多經(jīng)濟領(lǐng)域可能產(chǎn)生甚至更大、更普遍的影響。事實上，隨著高功率半導(dǎo)體激光器的不斷改進，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)铀贁U展，并且會對經(jīng)濟增長帶來深遠影響。

半導(dǎo)體激光器的輝煌

過去幾十年來的這些創(chuàng)新，帶來了令人驚訝的累積改進。特別是亮度的改進尤其突出。1985年，當(dāng)時最先進的高功率半導(dǎo)體激光器可以將僅100mW的功率耦合進芯徑105μm的光纖中?，F(xiàn)在，最先進的高功率半導(dǎo)體激光器，可以產(chǎn)生超過250W的功率、并耦合進芯徑105μm的光纖中，相當(dāng)于每八年功率增長10倍。

摩爾推測“集成電路板上將容納更多的電子元件”。隨后，每個芯片的晶體管數(shù)量每7年增加10倍。巧合的是，高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)以類似的指數(shù)速率，將更多的光子耦合進光纖中（見圖1）。

圖1：高功率半導(dǎo)體激光器的亮度和摩爾定律的比較

高功率半導(dǎo)體激光器亮度的提升，是各種無法預(yù)料的技術(shù)進步的結(jié)果。雖然需要新的創(chuàng)新來延續(xù)這一趨勢，但有理由相信半導(dǎo)體激光技術(shù)的創(chuàng)新還遠未走到盡頭。隨著工程的不斷發(fā)展，人們所熟知的物理學(xué)可以進一步提升半導(dǎo)體激光器的性能。

例如，量子點增益介質(zhì)有望在當(dāng)前的量子阱器件上顯著提高效率。慢軸亮度提供了另一個數(shù)量級的改進潛力。具有改進的散熱和膨脹匹配的新型封裝材料，將提供持續(xù)功率提升和簡化熱管理所需的增強功能。這些關(guān)鍵的發(fā)展將支持未來幾十年高功率半導(dǎo)體激光器的發(fā)展路線圖。

半導(dǎo)體激光器的未來

50多年前，摩爾沒有提出一個新的物理基本定律，而是指出了十多年前最初開始研究的集成電路的發(fā)展規(guī)律。他的預(yù)言持續(xù)了數(shù)十年，并實現(xiàn)了一系列顛覆性創(chuàng)新，這些在1965年是無法想象的。

當(dāng)Hall在50多年前展示半導(dǎo)體激光器時，他發(fā)起了一場技術(shù)革命。與摩爾定律一樣，沒有人能預(yù)測到隨后各式各樣的不同創(chuàng)新所帶來的高功率半導(dǎo)體激光器的輝煌成就。

物理學(xué)并沒有基本的規(guī)律來統(tǒng)治這些改進，但持續(xù)的技術(shù)進步很可能在輝煌中維持這種指數(shù)級的發(fā)展。半導(dǎo)體激光器將繼續(xù)取代傳統(tǒng)技術(shù)，并將進一步改變事物的制造方式。對經(jīng)濟增長更為重要的是，高功率半導(dǎo)體激光器也將改變可以制造的事物。