一、半導體激光器工作原理
半(ban)導體(ti)激光(guang)器工作原理是(shi)激勵方式,利用(yong)(yong)半(ban)導體(ti)物質(即(ji)利用(yong)(yong)電子)在能(neng)帶間躍遷發光(guang),用(yong)(yong)半(ban)導體(ti)晶體(ti)的(de)解(jie)理面形成(cheng)兩個(ge)平行反射鏡面作為(wei)反射鏡,組成(cheng)諧(xie)振(zhen)腔,使光(guang)振(zhen)蕩、反饋,產(chan)生(sheng)光(guang)的(de)輻射放大(da),輸(shu)出激光(guang)。
半導體激(ji)光(guang)器(qi)是(shi)依靠注入(ru)載流子工作的,發射激(ji)光(guang)必須具備(bei)三個(ge)基本條件(jian):
1、要產生(sheng)足夠的粒(li)(li)(li)子(zi)數(shu)反轉分布,即高能態(tai)(tai)粒(li)(li)(li)子(zi)數(shu)足夠的大于處(chu)于低能態(tai)(tai)的粒(li)(li)(li)子(zi)數(shu);
2、有一(yi)個合適(shi)的諧振(zhen)腔能夠起到反饋作(zuo)用,使受激(ji)輻射(she)光(guang)子增生(sheng)(sheng),從(cong)而產生(sheng)(sheng)激(ji)光(guang)震蕩;
3、要(yao)滿足(zu)一定的閥值條件(jian),以使(shi)光子增益等(deng)于或大于光子的損耗。
二、半導體激光器和光纖激光器一樣嗎
半導體激光器和光纖激光器是不(bu)一樣的。
1、介質材料不同
光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器和半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)器的區(qu)別就是(shi)(shi)(shi)他們發(fa)射激(ji)光(guang)的介(jie)質材(cai)料不同。光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器使用的增益介(jie)質是(shi)(shi)(shi)光(guang)纖(xian),半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)器使用的增益介(jie)質是(shi)(shi)(shi)半導(dao)(dao)體材(cai)料,一般是(shi)(shi)(shi)砷化鎵(jia),銦(yin)鎵(jia)申等。
2、發光機理不同
半導(dao)體激光(guang)(guang)(guang)器的(de)發光(guang)(guang)(guang)機理是粒子在(zai)導(dao)帶和(he)價帶之間躍遷產生光(guang)(guang)(guang)子,因為是半導(dao)體,所以使用(yong)電激勵即(ji)可,是直接的(de)電光(guang)(guang)(guang)轉換。而(er)光(guang)(guang)(guang)纖不能夠直接實現電光(guang)(guang)(guang)轉換,需要用(yong)光(guang)(guang)(guang)來泵(beng)浦增益介質(zhi)(一般(ban)用(yong)激光(guang)(guang)(guang)二極管泵(beng)浦),它實現的(de)是光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)轉換。
3、散熱性能不同
光(guang)纖激光(guang)器散熱好,一般風冷即可。半導體(ti)激光(guang)器受(shou)溫度影響非常大,當功率(lv)較大時,需要(yao)水冷。
4、主要特性不同
光(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)器的(de)主(zhu)要(yao)特性是器件體積(ji)小(xiao),靈活(huo)。激(ji)光(guang)(guang)輸出譜線多(duo),單色性好,調諧范圍(wei)寬。并且其性能與光(guang)(guang)偏振(zhen)方(fang)向無關,器件與光(guang)(guang)纖的(de)耦合損耗小(xiao)。轉(zhuan)換(huan)效率(lv)高,激(ji)光(guang)(guang)閾(yu)值低。光(guang)(guang)纖的(de)幾(ji)何形狀具(ju)有很低的(de)體積(ji)和(he)表面積(ji),再加上在單模(mo)狀態下激(ji)光(guang)(guang)與泵浦可充分耦合。
半導(dao)體激光(guang)器易與其他(ta)半導(dao)體器件(jian)集成。具有的特性是可直接電(dian)調制;易于與各種光(guang)電(dian)子(zi)器件(jian)實(shi)現光(guang)電(dian)子(zi)集成;體積小(xiao),重量輕;驅動功(gong)率(lv)(lv)和電(dian)流較(jiao)低;效(xiao)率(lv)(lv)高、工作壽命長;與半導(dao)體制造技術(shu)兼容;可大批量生產。
5、應用不同
光纖激光器主要應用于激光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖通(tong)訊(xun)、激光(guang)(guang)空間遠距(ju)通(tong)訊(xun)、工業造船、汽車制造、激光(guang)(guang)雕刻激光(guang)(guang)打標激光(guang)(guang)切割、印刷制輥、金屬非(fei)金屬鉆孔/切割/焊接(jie)(銅(tong)焊、淬(cui)水、包(bao)層以及深度焊接(jie))、軍事國(guo)防安全、醫療器(qi)械儀器(qi)設(she)備、大(da)型基礎建設(she),作為其他激光(guang)(guang)器(qi)的泵浦(pu)源(yuan)等等。
半導體激光(guang)器在激光(guang)測(ce)距、激光(guang)雷達、激光(guang)通信、激光(guang)模擬(ni)武(wu)器、激光(guang)警戒、激光(guang)制導和跟(gen)蹤、引燃引爆、自動控(kong)制、檢測(ce)儀器等方(fang)面有廣泛應用。