一、半導體激光器的特點有哪些 ?
半導體激光(guang)器(Also known as semiconductor laser)是一種基于半導體材料工作的激光(guang)器。它具有以下特點:
1、小型化:半導體激光器的體積小,重量輕,可以方便(bian)地集成在各(ge)種(zhong)設備中,如光纖通信、激光打印機(ji)、激光讀寫光驅等。
2、高效率:半(ban)導(dao)體激光器(qi)的(de)(de)電(dian)-光轉換(huan)效率高(gao)(gao),能(neng)將輸入(ru)的(de)(de)電(dian)能(neng)高(gao)(gao)效地轉化(hua)為光能(neng),相對于其他類(lei)型的(de)(de)激光器(qi)有更低的(de)(de)功(gong)耗和(he)更高(gao)(gao)的(de)(de)功(gong)率輸出。
3、長壽命: 半導體激光器具有較長(chang)的(de)工(gong)作壽命,能(neng)夠持續穩定地(di)工(gong)作數千小時甚至更長(chang)時間。
4、快速響應:半導體激光(guang)器的開(kai)關速(su)度較快,可以在納秒級別進行調(diao)制和(he)調(diao)制解調(diao),適用于高速(su)光(guang)通(tong)信和(he)光(guang)存儲等領域。
5、容易調諧:半導體激(ji)光(guang)器具有較寬的工作波(bo)(bo)長(chang)范圍,通過(guo)改(gai)變電流、溫度(du)和施加外界的光(guang)學調(diao)制,可以(yi)實現對激(ji)光(guang)波(bo)(bo)長(chang)的調(diao)諧。
6、相干性:半導體激光器(qi)的輸出是(shi)相干光,光束質量高,光束模式穩定(ding),光學特性優異。
7、低成本:由于半導(dao)體激光器制(zhi)造工藝成熟(shu),成本較低,容易大規模生產,因此價格相對較低。
二、半導體激光器的工作特性介紹
半(ban)導體(ti)激光器的主要工作特性(xing)包括U-I 特性(xing)、P-I 特性(xing)、閾(yu)值特性(xing)和(he)溫度特性(xing)等(deng)。
1、半導體激光器的U-I特性
半(ban)導體(ti)激(ji)光器的伏安(an)特性(xing)類似于(yu)二極管。U-I特性(xing)曲線可(ke)以反(fan)映其PN結(jie)的優(you)劣,用來(lai)估算其等效電(dian)(dian)阻(zu)值。半(ban)導體(ti)激(ji)光器通(tong)電(dian)(dian)后(hou),兩端產生正向電(dian)(dian)壓U。當(dang)正向電(dian)(dian)壓U較小時(shi),外(wai)電(dian)(dian)場無(wu)法克服PN結(jie)內(nei)電(dian)(dian)場對多數載(zai)流子擴散運動的阻(zu)力(li),因而電(dian)(dian)流很小;當(dang)正向電(dian)(dian)壓U足夠大時(shi),內(nei)電(dian)(dian)場被明(ming)顯減弱,電(dian)(dian)流逐漸(jian)成(cheng)線性(xing)增大。
2、半導體激光器的P-I特性
理(li)想(xiang)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)器的(de)P-I特性(xing):隨著驅(qu)動電流I的(de)不(bu)(bu)斷(duan)增大,輸出光(guang)功(gong)率(lv)P不(bu)(bu)斷(duan)增大,但它們之間的(de)關(guan)系(xi)并非簡(jian)單(dan)的(de)線(xian)性(xing)關(guan)系(xi)。在設計(ji)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)器的(de)驅(qu)動系(xi)統時,了解和掌握(wo)其P-I特性(xing)是非常重要的(de)。
3、半導體激光器的閾值特性
在半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)的工(gong)作中,開始輸(shu)出(chu)激(ji)光(guang)(guang)的臨界驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)流(liu)值(zhi)被稱(cheng)為閾(yu)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)。只有當驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)流(liu)大(da)于閾(yu)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)時,半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)才(cai)能正常工(gong)作并輸(shu)出(chu)激(ji)光(guang)(guang)。因此(ci),閾(yu)值(zhi)電(dian)(dian)流(liu)是半導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)的重(zhong)要(yao)工(gong)作特性。
4、溫度特性
閾值電流隨溫(wen)度增加而增大,尤其(qi)是(shi)長波段InGaAsP激光器(qi)對溫(wen)度更敏感。