一、半導體激光器的優點和缺點
自1962年世(shi)界上第一(yi)(yi)(yi)臺半導(dao)(dao)體(ti)(ti)激(ji)光器(qi)發明問世(shi)以來,半導(dao)(dao)體(ti)(ti)激(ji)光器(qi)發生了(le)巨大(da)的(de)(de)變(bian)化,極大(da)地推動了(le)其他科(ke)學技術的(de)(de)發展,被認為(wei)是二(er)十世(shi)紀人類最偉大(da)的(de)(de)發明之一(yi)(yi)(yi)。一(yi)(yi)(yi)起來了(le)解了(le)解目前市(shi)場中半導(dao)(dao)體(ti)(ti)激(ji)光器(qi)的(de)(de)優點(dian)和缺點(dian)吧!
1、半導體激光器的優點:
(1)體積(ji)小(xiao)、重量輕:幾乎所有(you)的(de)半導(dao)體激光器其(qi)器件本身體積(ji)大(da)小(xiao)都在lmm3以下(xia),非常小(xiao)。即使包括必要(yao)的(de)散熱片和(he)電(dian)源裝置也(ye)能夠成為尺(chi)度非常小(xiao)的(de)小(xiao)型(xing)系(xi)統(tong)。
(2)可注入激勵(li):僅用幾(ji)伏(fu)的(de)電壓注入毫安級的(de)電流就能夠驅動。除電源(yuan)裝置以外不需要其它的(de)激勵(li)設備和部件。電功(gong)率直接變換成光功(gong)率,能量效率高。
(3)室溫(wen)下(xia)可(ke)連續(xu)振蕩(dang):在室溫(wen)附(fu)近(jin)的溫(wen)度范圍內(nei)大多(duo)數(shu)半(ban)導體激光器(qi)能夠(gou)連續(xu)振蕩(dang)。
(4)波(bo)長范(fan)圍寬:適當的(de)選擇材料和合金比(bi),在紅外和可見光很寬的(de)波(bo)長范(fan)圍內能夠實現任意波(bo)長的(de)激光器。
(5)可(ke)直接調制:把信號重疊在(zai)(zai)驅(qu)動(dong)電(dian)流上,在(zai)(zai)直流到G赫茲范圍(wei)內,可(ke)以(yi)調制振(zhen)蕩強度、頻率(lv)和(he)相位。
(6)相(xiang)干(gan)性(xing)(xing)高:用(yong)單橫模的(de)激光器(qi)(qi)可以得到(dao)空(kong)間(jian)上(shang)(shang)相(xiang)干(gan)性(xing)(xing)高的(de)輸出光。在分布反饋型(xing)(DFB)和分布布拉格反射型(xing)(DBR)激光器(qi)(qi)中能夠得到(dao)穩定的(de)單縱模激射,得到(dao)時間(jian)上(shang)(shang)的(de)高相(xiang)干(gan)性(xing)(xing)。
(7)能夠產生超短脈沖:采用(yong)增益開關和(he)鎖(suo)模等方法,以簡單的(de)系統結(jie)構能夠獲(huo)得(de)從納(na)秒(miao)(miao)到皮秒(miao)(miao)的(de)超短脈沖。
(8)可批(pi)量生(sheng)(sheng)產:由(you)于是(shi)小型、層狀結構,可以用(yong)光刻和平(ping)面工藝技術制作(zuo),適宜于大量生(sheng)(sheng)產。
(9)可(ke)靠(kao)性高:由于(yu)是(shi)單(dan)片狀(zhuang),所以(yi)具有牢固的機械結構。
(10)可單(dan)片集(ji)成化:能夠把(ba)同種半導體激光器(qi)集(ji)成在同一(yi)襯底上。
2、半導體激光器的缺點:
(1)溫度(du)(du)特(te)(te)性差:半(ban)導(dao)體激(ji)光器(qi)工作(zuo)特(te)(te)性與溫度(du)(du)有顯著(zhu)的關系,環境溫度(du)(du)變(bian)化可以引起激(ji)射頻率、閾值電流、輸出光功率等變(bian)化。
(2)容易(yi)產生噪聲:因(yin)為是利(li)用高濃度的(de)(de)載流(liu)子(zi),所以(yi)載流(liu)子(zi)的(de)(de)起伏會(hui)影響有(you)源區(qu)的(de)(de)折射率;諧(xie)振器的(de)(de)長度短,還采用了低反(fan)射率的(de)(de)端面鏡子(zi)。所以(yi)激光振蕩容易(yi)受到外部(bu)回光的(de)(de)影響。
(3)輸出光發(fa)(fa)散:輸出光由端面(mian)以(yi)放(fang)射(she)形式(shi)發(fa)(fa)出成(cheng)為發(fa)(fa)散光。要獲(huo)得(de)平行光束必須(xu)要有外部透(tou)鏡(jing)。
二、半導體激光器有哪些應用
半導體(ti)激光器(qi)是(shi)一種應(ying)(ying)用(yong)(yong)廣泛的器(qi)件,其主要應(ying)(ying)用(yong)(yong)包(bao)括:
1、光纖通信。半(ban)導體激光器是光纖(xian)通(tong)信系(xi)統的關鍵(jian)組件,對于現代(dai)通(tong)信技術的發(fa)展起(qi)到了重要作(zuo)用。
2、光盤存取。半導體激(ji)光器被(bei)用于光盤存(cun)儲(chu)器中,它能夠存(cun)儲(chu)大量的聲(sheng)音、文字(zi)和(he)圖像信息。
3、光譜分析。用于環境氣(qi)體分(fen)析,如(ru)監測大(da)氣(qi)污染和汽車(che)尾(wei)氣(qi)等。
4、光信息處理。在光信息處理系統中,半導體激光器用于計算機和光神經網絡等。
5、材料加工。半(ban)導體激(ji)光器在材料切割、電路板(ban)加(jia)工(gong)(gong)等方面有廣泛應用,其(qi)高(gao)穩定性和高(gao)效能(neng)使其(qi)成(cheng)為工(gong)(gong)業材料加(jia)工(gong)(gong)的理想選擇(ze)。
6、醫療領域。半導體激光治(zhi)療儀(yi)在(zai)醫(yi)療上有(you)著重要(yao)的應用(yong),如治(zhi)療強直(zhi)性脊柱炎、類風濕性關(guan)節炎等疾(ji)病,以及在(zai)手術中的止血、促進(jin)組織修復(fu)等作用(yong)。
7、激光打印機和條碼掃描器。高功率半導體激光器用(yong)于激光打印(yin)(yin)機,提(ti)高打印(yin)(yin)速度和(he)分(fen)辨率;半導體激光條碼掃描器廣泛(fan)用(yong)于商品(pin)銷售和(he)圖書檔案管理。
8、激光電視。半導體激光器也用(yong)于高清晰度(du)激光電視,提(ti)供更(geng)(geng)低的(de)能(neng)耗和更(geng)(geng)高的(de)圖像(xiang)質(zhi)量。
9、激光微細工。用于集成電路的切割(ge)、打孔等。
此外,半導體激(ji)光(guang)(guang)器還(huan)用作光(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)器和固體激(ji)光(guang)(guang)器的泵(beng)浦源,提高泵(beng)浦系(xi)統(tong)的效率和功率。