半導體激光器是用半導體材料作為工作物質(zhì)的激光器,由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異,不同種類產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。 半導體激光器件,可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異質(zhì)結(jié)激光器在室溫時多為脈沖器件,而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時可實現(xiàn)連續(xù)工作。
半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式,在半導體物質(zhì)的能帶(導帶與價帶)之間,或者半導體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)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)狀態(tài)的大量電子與空穴復合時,便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導體激光器的激勵方式主要有三種,即電注入式,光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導體激光器,一般是由砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等材料制成的半導體面結(jié)型二極管,沿正向偏壓注入電流進行激勵,在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射。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等)做工作物質(zhì),以其他激光器發(fā)出的激光作光泵激勵.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等)做工作物質(zhì),通過由外部注入高能電子束進行激勵。在半導體激光器件中,性能較好,應用較廣的是具有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電注入式GaAs二極管激光器。
半導體激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激發(fā),在1970年實現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來經(jīng)過改良,開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管(Laser diode)等,范圍廣使用于光纖通信、光盤、激光打印機、激光掃描器、激光指示器(激光筆),是目前生產(chǎn)量相當大的激光器
激光二極體的***有效率高、體積小、重量輕且價格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%,P-N型也達到數(shù)%~25%,總而言之能量效率高是其相當大特色。另外,它的連續(xù)輸出波長涵蓋了紅外線到可見光范圍,而光脈沖輸出達50W(脈寬100ns)等級的產(chǎn)品也已商業(yè)化,作為激光雷達或激發(fā)光源可說是非常容易使用的激光的例子。
工作原理:
半導體激光器是依靠注入載流子工作的,發(fā)射激光必須具備三個基本條件:
(1)要產(chǎn)生足夠的 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù);
(2)有一個合適的諧振腔能夠起到反饋作用,使受激輻射光子增生,從而產(chǎn)生激光震蕩;
(3)要滿足一定的閥值條件,以使光子增益等于或大于光子的損耗。
半導體激光器工作原理是激勵方式,利用半導體物質(zhì)(即利用電子)在能帶間躍遷發(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,使光振蕩、反饋,產(chǎn)生光的輻射放大,輸出激光。
半導體激光器***:體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)可靠、耗電少、效率高等。
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