半導體激光器人通常也叫半導體模��
其工作原理是,通過一定的激勵方�,在半導體物質(zhì)的能�(導帶與價�)之間,或者半導體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施�)能級之間,實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),當處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀�(tài)的大量電子與空穴�(fù)合時,便產(chǎn)生受激�(fā)射作�.半導體激光器的激勵方式主要有三種,即電注入�,光泵式和高能電子束激勵式.電注入式半導體激光器,一般是由GaAS(砷化�),InAS(砷化�),Insb(銻化�)等材料制成的半導體面�(jié)型二極管,沿正向偏壓注入電流進行激�,在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激�(fā)�.光泵式半導體激光器,一般用N型或P型半導體單晶(如GaAS,InAs,InSb�)做工作物�(zhì),以其他激光器�(fā)出的激光作光泵激�.高能電子束激勵式半導體激光器,一般也是用N型或者P型半導體單晶(如PbS,CdS,ZhO�)做工作物�(zhì),通過由外部注入高能電子束進行激�.在半導體激光器件中,目前性能較好,�(yīng)用較廣的是具有雙異質(zhì)�(jié)�(gòu)的電注入式GaAs二極管激光器.
半導體光電器件的工作波長是和制作器件所用的半導體材料的種類相關(guān)�。半導體材料中存在著導帶和價帶,導帶上面可以讓電子自由運�,而價帶下面可以讓空穴自由運動,導帶和價帶之間隔著一條禁帶,當電子吸收了光的能量從價帶跳躍到導帶中去�,就把光的能量變成了電,而帶有電能的電子從導帶跳回價�,又可以把電的能量變成光,這時材料禁帶的寬度就決定了光電器件的工作波長。材料科學的�(fā)展使我們能采用能帶工程對半導體材料的能帶進行各種精巧的裁剪,使之能滿足我們的各種需要并為我們做更多的事�,也能使半導體光電器件的工作波長突破材料禁帶寬度的限制擴展到更寬的范��
半導體模塊工作原理是激勵方�,利用半導體物質(zhì)(既利用電�)在能帶間躍遷�(fā)光,用半導體晶體的解理面形成兩個平行反射鏡面作為反射鏡,組成諧振腔,使光振�、反�、產(chǎn)生光的輻射放�,輸出激��
半導體模塊激光器�(yōu)點是體積小,重量�,運�(zhuǎn)可靠,耗電少,效率高等特點
半導體模塊激光器的功率從幾瓦到幾千瓦不等。激光打標機常用50W�75W�100W半導體模�。對于端面泵浦的半導體模塊則一般使用幾�。一般采�20W
激光器的腔體可以有諧振腔和外腔之分。在諧振腔里,激光器的損耗有很多種類,比如偏折損�,法布里珀羅諧振腔就有較大偏折損耗,而共焦腔的偏折損耗較�,適合于小功率連續(xù)輸出激�,還比如反轉(zhuǎn)粒子的無輻射躍遷損耗(這類損耗可以歸為白噪聲)等等之類的,都是腔長長損耗大。激光器閾值電流不過就是能讓激光器起振的電�,諧振腔長短的不同可以使得閾值電流有所不同,半導體激光器�,像邊發(fā)射激光器腔長較長,閾值電流相對較大,而垂直腔面發(fā)射激光器腔長極短,閾值電流就非常低了。這些都不是一兩句話可以說的清楚的,它們各自的速率方程也都不同,不是一兩個式子能解釋�。另外諧振腔長度不同也可以達到選模的作用,即輸出激光的頻率不同�
半導體激光器的常用參�(shù)可分為:波長、閾值電流Ith 、工作電流Iop 、垂直發(fā)散角θ�、水平發(fā)散角θ�、監(jiān)控電流Im �
?�?)波長:即激光管工作波長,目前可作光電開�(guān)用的激光管波長�635nm�650nm�670nm、激光二極管690nm�780nm�810nm�860nm�980nm��
?�?)閾值電流Ith :即激光管開始�(chǎn)生激光振蕩的電流,對一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有�(yīng)變多量子阱結(jié)�(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下�
�3)工作電流Iop :即激光管達到額定輸出功率時的�(qū)動電�,此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要�
?�?)垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN�(jié)方向張開的角�,一般在15?~40?左右�
?�?)水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN�(jié)平行方向所張開的角�,一般在6?~ 10?左右�
�6)監(jiān)控電流Im :即激光管在額定輸出功率時,在PIN管上流過的電��
激光二極管在計算機上的光盤�(qū)動器,激光打印機中的打印�,條形碼掃描儀,激光測�、激光醫(yī)�,光通訊,激光指示等小功率光電設(shè)備中得到了廣泛的�(yīng)用,在舞臺燈�、激光手�(shù)、激光焊接和激光武器等大功率設(shè)備中也得到了�(yīng)��
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