一、半導體激光器工作原理
半導(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)器工作原理(li)是激勵方式,利(li)(li)用半導(dao)體(ti)(ti)物質(zhi)(即利(li)(li)用電子)在能(neng)帶間躍遷發光(guang)(guang),用半導(dao)體(ti)(ti)晶體(ti)(ti)的解理(li)面形成兩個平行(xing)反射鏡面作為反射鏡,組成諧振腔(qiang),使(shi)光(guang)(guang)振蕩、反饋,產生(sheng)光(guang)(guang)的輻射放大,輸出激光(guang)(guang)。
半導體(ti)激光器是依靠注入載流子工作(zuo)的,發射激光必須具備三個基本條件:
1、要產生(sheng)足(zu)夠的(de)粒(li)子數(shu)(shu)反(fan)轉分布(bu),即高能(neng)態(tai)粒(li)子數(shu)(shu)足(zu)夠的(de)大(da)于處于低能(neng)態(tai)的(de)粒(li)子數(shu)(shu);
2、有一(yi)個合(he)適(shi)的諧振腔能(neng)夠(gou)起到反饋作用,使受激輻射光子(zi)增生,從而產生激光震蕩;
3、要滿足一定的(de)閥(fa)值(zhi)條件(jian),以使光(guang)(guang)子(zi)增益(yi)等(deng)于或大于光(guang)(guang)子(zi)的(de)損(sun)耗。
二、半導體激光器和光纖激光器一樣嗎
半導體激光(guang)器和(he)光(guang)纖激光(guang)器是不一樣的。
1、介質材料不同
光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)和半(ban)導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)的區別(bie)就是(shi)(shi)他(ta)們發射激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)的介(jie)質(zhi)材料不同。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)使(shi)用的增益介(jie)質(zhi)是(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian),半(ban)導(dao)體激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)使(shi)用的增益介(jie)質(zhi)是(shi)(shi)半(ban)導(dao)體材料,一般(ban)是(shi)(shi)砷化鎵,銦(yin)鎵申等。
2、發光機理不同
半導(dao)體(ti)激(ji)光器的發(fa)光機理是(shi)粒子在(zai)導(dao)帶和價帶之間躍遷產生(sheng)光子,因為是(shi)半導(dao)體(ti),所以使(shi)用(yong)電激(ji)勵即可,是(shi)直接的電光轉(zhuan)換(huan)。而光纖不能夠直接實現電光轉(zhuan)換(huan),需(xu)要用(yong)光來泵浦增益介質(zhi)(一般用(yong)激(ji)光二極管泵浦),它實現的是(shi)光光轉(zhuan)換(huan)。
3、散熱性能不同
光(guang)纖激(ji)光(guang)器散熱(re)好(hao),一般風冷即可。半導體(ti)激(ji)光(guang)器受溫度影響(xiang)非常大(da),當功率較大(da)時,需(xu)要水冷。
4、主要特性不同
光(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)器的(de)(de)主要(yao)特性(xing)是器件(jian)體(ti)積(ji)小,靈活。激(ji)光(guang)(guang)輸(shu)出(chu)譜線(xian)多,單(dan)(dan)色性(xing)好,調諧范(fan)圍寬。并(bing)且其性(xing)能與光(guang)(guang)偏振方向(xiang)無(wu)關,器件(jian)與光(guang)(guang)纖的(de)(de)耦(ou)合損耗小。轉換效率高(gao),激(ji)光(guang)(guang)閾值低。光(guang)(guang)纖的(de)(de)幾何形狀(zhuang)具(ju)有很低的(de)(de)體(ti)積(ji)和表(biao)面積(ji),再(zai)加上在單(dan)(dan)模(mo)狀(zhuang)態下激(ji)光(guang)(guang)與泵(beng)浦可充分耦(ou)合。
半(ban)導(dao)體(ti)激光器易與其他(ta)半(ban)導(dao)體(ti)器件集成。具(ju)有的(de)特性是可直接(jie)電調制;易于(yu)與各種光電子器件實現光電子集成;體(ti)積(ji)小,重量輕;驅動(dong)功(gong)率(lv)(lv)和電流(liu)較低;效(xiao)率(lv)(lv)高、工作壽命(ming)長;與半(ban)導(dao)體(ti)制造技術兼容(rong);可大批量生產。
5、應用不同
光纖激光器主要應用于(yu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)光(guang)纖通訊、激(ji)(ji)(ji)光(guang)空間遠距通訊、工業造船、汽車制(zhi)造、激(ji)(ji)(ji)光(guang)雕刻激(ji)(ji)(ji)光(guang)打(da)標激(ji)(ji)(ji)光(guang)切割(ge)、印刷制(zhi)輥、金屬(shu)(shu)非(fei)金屬(shu)(shu)鉆孔(kong)/切割(ge)/焊接(銅(tong)焊、淬水、包(bao)層(ceng)以及(ji)深度(du)焊接)、軍事國防安全、醫療器(qi)械儀器(qi)設備、大型基(ji)礎建設,作為其(qi)他(ta)激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)的泵(beng)浦(pu)源等等。
半導(dao)(dao)體激光器(qi)在激光測距、激光雷達、激光通(tong)信、激光模擬(ni)武器(qi)、激光警戒、激光制導(dao)(dao)和跟蹤、引燃引爆、自動(dong)控制、檢測儀器(qi)等(deng)方(fang)面有(you)廣(guang)泛(fan)應用。