一、半導體激光器的特點有哪些 ?
半導體(ti)激(ji)光器(Also known as semiconductor laser)是一種基于半導體(ti)材(cai)料工作的(de)激(ji)光器。它(ta)具有以(yi)下特點:
1、小型化:半(ban)導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器的體(ti)積小,重(zhong)量輕,可以方便地集成(cheng)在(zai)各種設(she)備中,如光(guang)(guang)纖通信、激(ji)光(guang)(guang)打印機、激(ji)光(guang)(guang)讀寫光(guang)(guang)驅等。
2、高效率:半導體激光器(qi)的(de)電(dian)-光轉換(huan)效(xiao)率高,能將輸(shu)入(ru)的(de)電(dian)能高效(xiao)地轉化(hua)為(wei)光能,相對于其他類型(xing)的(de)激光器(qi)有(you)更低的(de)功耗和更高的(de)功率輸(shu)出。
3、長壽命: 半導體激光器具(ju)有較長的(de)工(gong)作壽命,能夠持續穩定地工(gong)作數千小時(shi)甚至更(geng)長時(shi)間。
4、快速響應:半導體激光器的開關速度較(jiao)快,可以在納秒級別進(jin)行(xing)調(diao)制和調(diao)制解(jie)調(diao),適(shi)用于高速光通信(xin)和光存儲等領域(yu)。
5、容易調諧:半導體激光器(qi)具有(you)較(jiao)寬(kuan)的工作波長范圍,通過改(gai)變(bian)電流、溫度(du)和施加外(wai)界的光學調制(zhi),可以(yi)實現對激光波長的調諧。
6、相干性:半(ban)導體激光(guang)器的(de)輸(shu)出是(shi)相干光(guang),光(guang)束(shu)質(zhi)量高,光(guang)束(shu)模(mo)式穩定,光(guang)學特性優異(yi)。
7、低成本:由于半(ban)導體激(ji)光(guang)器制造工藝成熟,成本較(jiao)低,容(rong)易大規模(mo)生產,因此價(jia)格相對較(jiao)低。
二、半導體激光器的工作特性介紹
半導(dao)體激(ji)光器的主(zhu)要工作特(te)性(xing)包括U-I 特(te)性(xing)、P-I 特(te)性(xing)、閾值特(te)性(xing)和溫度(du)特(te)性(xing)等。
1、半導體激光器的U-I特性
半導(dao)體激光器的伏安(an)特性類(lei)似(si)于二極管。U-I特性曲線可以反(fan)映其PN結(jie)的優劣,用來估(gu)算其等效(xiao)電(dian)阻(zu)值。半導(dao)體激光器通電(dian)后,兩端產生(sheng)正(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)U。當(dang)正(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)U較小時(shi),外電(dian)場無(wu)法克服(fu)PN結(jie)內(nei)電(dian)場對多數載流子(zi)擴(kuo)散運動的阻(zu)力,因而(er)電(dian)流很小;當(dang)正(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)壓(ya)U足夠大時(shi),內(nei)電(dian)場被(bei)明顯減(jian)弱(ruo),電(dian)流逐漸成線性增大。
2、半導體激光器的P-I特性
理想的(de)半導體激(ji)光器的(de)P-I特性:隨著驅(qu)動電(dian)流I的(de)不斷增大(da),輸出(chu)光功率P不斷增大(da),但它們(men)之間的(de)關(guan)系(xi)(xi)并(bing)非(fei)(fei)簡單的(de)線性關(guan)系(xi)(xi)。在(zai)設計半導體激(ji)光器的(de)驅(qu)動系(xi)(xi)統(tong)時(shi),了解和(he)掌握其P-I特性是非(fei)(fei)常重(zhong)要的(de)。
3、半導體激光器的閾值特性
在(zai)半導(dao)體(ti)激光器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)中,開始輸(shu)出激光的(de)臨(lin)界驅動(dong)(dong)電流(liu)值(zhi)被稱為閾值(zhi)電流(liu)。只(zhi)有當驅動(dong)(dong)電流(liu)大于(yu)閾值(zhi)電流(liu)時,半導(dao)體(ti)激光器(qi)才(cai)能(neng)正常(chang)工(gong)作(zuo)并(bing)輸(shu)出激光。因(yin)此,閾值(zhi)電流(liu)是半導(dao)體(ti)激光器(qi)的(de)重(zhong)要工(gong)作(zuo)特(te)性(xing)。
4、溫度特性
閾(yu)值電流隨(sui)溫(wen)度(du)增加而增大(da),尤(you)其是長波(bo)段(duan)InGaAsP激(ji)光(guang)器對溫(wen)度(du)更(geng)敏感。