一、半導體激光器工作原理
半導體激光(guang)器(qi)工(gong)作原理是激勵方式,利用半導體物質(即(ji)利用電子)在能帶間躍遷(qian)發光(guang),用半導體晶體的解理面(mian)形成兩個平(ping)行反(fan)射鏡(jing)面(mian)作為反(fan)射鏡(jing),組成諧振(zhen)(zhen)腔(qiang),使光(guang)振(zhen)(zhen)蕩、反(fan)饋,產生光(guang)的輻射放(fang)大,輸出(chu)激光(guang)。
半導體激光(guang)器是依靠(kao)注(zhu)入載(zai)流(liu)子工作的,發射激光(guang)必須具備三個(ge)基本(ben)條件:
1、要產生足夠的粒(li)子數(shu)反轉分布(bu),即高能態(tai)粒(li)子數(shu)足夠的大于(yu)處于(yu)低(di)能態(tai)的粒(li)子數(shu);
2、有一個合適的(de)諧振腔能夠(gou)起到反饋(kui)作用(yong),使受激(ji)輻射光(guang)子增生(sheng),從而產生(sheng)激(ji)光(guang)震(zhen)蕩;
3、要滿(man)足(zu)一定的(de)閥值條(tiao)件,以使光子增益等于(yu)(yu)或大(da)于(yu)(yu)光子的(de)損耗。
二、半導體激光器和光纖激光器一樣嗎
半導(dao)體激光器和光纖激光器是不一樣的。
1、介質材料不同
光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)和半導體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)的區別就是(shi)他們發射激(ji)(ji)光(guang)的介質(zhi)材(cai)料不同。光(guang)纖(xian)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)使(shi)用(yong)的增益介質(zhi)是(shi)光(guang)纖(xian),半導體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)使(shi)用(yong)的增益介質(zhi)是(shi)半導體(ti)(ti)材(cai)料,一般是(shi)砷(shen)化鎵,銦鎵申等。
2、發光機理不同
半導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的發光(guang)(guang)(guang)機理是粒子在導帶和價帶之間(jian)躍遷產(chan)生(sheng)光(guang)(guang)(guang)子,因為是半導體,所以使(shi)用電激(ji)勵即可,是直接(jie)的電光(guang)(guang)(guang)轉換(huan)。而(er)光(guang)(guang)(guang)纖不能夠直接(jie)實(shi)現電光(guang)(guang)(guang)轉換(huan),需要(yao)用光(guang)(guang)(guang)來泵浦增益(yi)介質(一般用激(ji)光(guang)(guang)(guang)二極管泵浦),它實(shi)現的是光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)轉換(huan)。
3、散熱性能不同
光(guang)纖激光(guang)器(qi)散熱好,一般風冷即可。半導體激光(guang)器(qi)受溫(wen)度影響非常(chang)大,當功率較大時,需要水(shui)冷。
4、主要特性不同
光(guang)纖激(ji)光(guang)器的主要特性是(shi)器件(jian)(jian)體(ti)積小,靈活。激(ji)光(guang)輸(shu)出譜線多,單(dan)色性好(hao),調(diao)諧范圍寬(kuan)。并且其性能(neng)與光(guang)偏振方向無關,器件(jian)(jian)與光(guang)纖的耦合損(sun)耗小。轉換效率高,激(ji)光(guang)閾值低(di)。光(guang)纖的幾何形狀具(ju)有很低(di)的體(ti)積和表面積,再(zai)加上在單(dan)模狀態下激(ji)光(guang)與泵浦可充(chong)分耦合。
半(ban)導體(ti)(ti)激(ji)光(guang)器易與(yu)其他半(ban)導體(ti)(ti)器件集成。具有(you)的(de)特性(xing)是可直接電調(diao)制(zhi);易于與(yu)各種光(guang)電子器件實現光(guang)電子集成;體(ti)(ti)積小(xiao),重量(liang)(liang)輕;驅動功率和電流較低(di);效率高、工作壽(shou)命長;與(yu)半(ban)導體(ti)(ti)制(zhi)造技(ji)術兼容;可大批量(liang)(liang)生(sheng)產。
5、應用不同
光纖激光器主要(yao)應用于激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖通(tong)訊(xun)、激(ji)光(guang)(guang)空(kong)間遠距通(tong)訊(xun)、工業(ye)造船(chuan)、汽車制造、激(ji)光(guang)(guang)雕(diao)刻激(ji)光(guang)(guang)打(da)標激(ji)光(guang)(guang)切(qie)割(ge)、印(yin)刷制輥、金屬非(fei)金屬鉆孔(kong)/切(qie)割(ge)/焊接(銅焊、淬(cui)水、包層以及深(shen)度焊接)、軍事國防安全、醫療(liao)器械儀器設(she)(she)備、大型(xing)基礎(chu)建設(she)(she),作為(wei)其(qi)他激(ji)光(guang)(guang)器的(de)泵(beng)浦源等(deng)等(deng)。
半導體激(ji)光(guang)器(qi)在激(ji)光(guang)測(ce)距、激(ji)光(guang)雷達、激(ji)光(guang)通信、激(ji)光(guang)模擬武器(qi)、激(ji)光(guang)警戒、激(ji)光(guang)制(zhi)導和跟蹤、引燃(ran)引爆、自動控制(zhi)、檢測(ce)儀器(qi)等方面(mian)有(you)廣泛(fan)應(ying)用(yong)。