一、半導體激光器工作原理
半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)激光(guang)(guang)(guang)器工作原理是激勵方式,利用半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)物質(即利用電子)在能帶間躍遷發(fa)光(guang)(guang)(guang),用半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)晶(jing)體(ti)(ti)的解理面(mian)形成兩(liang)個平(ping)行反(fan)射鏡(jing)面(mian)作為反(fan)射鏡(jing),組成諧振腔(qiang),使(shi)光(guang)(guang)(guang)振蕩、反(fan)饋,產(chan)生(sheng)光(guang)(guang)(guang)的輻射放大,輸出(chu)激光(guang)(guang)(guang)。
半導(dao)體激光器(qi)是依(yi)靠注入載流子工作的,發射(she)激光必須具(ju)備(bei)三個基本(ben)條件:
1、要產生足夠(gou)的粒子數反轉分布(bu),即高能態(tai)粒子數足夠(gou)的大(da)于(yu)處于(yu)低(di)能態(tai)的粒子數;
2、有一(yi)個合適的諧振腔能(neng)夠起到反饋作用,使受激(ji)輻(fu)射光子增生,從而產生激(ji)光震(zhen)蕩;
3、要滿足一定的閥值條件,以使光子增益等(deng)于或大于光子的損耗。
二、半導體激光器和光纖激光器一樣嗎
半導體激(ji)光器(qi)和光纖(xian)激(ji)光器(qi)是不一(yi)樣的。
1、介質材料不同
光纖(xian)激(ji)光器(qi)和半導體(ti)(ti)激(ji)光器(qi)的(de)(de)區別就是他們發射激(ji)光的(de)(de)介質材料不(bu)同(tong)。光纖(xian)激(ji)光器(qi)使用的(de)(de)增益介質是光纖(xian),半導體(ti)(ti)激(ji)光器(qi)使用的(de)(de)增益介質是半導體(ti)(ti)材料,一般是砷化(hua)鎵(jia),銦鎵(jia)申等。
2、發光機理不同
半導(dao)體激光(guang)器(qi)的(de)發光(guang)機理是(shi)(shi)粒子在導(dao)帶和價帶之(zhi)間躍遷產生(sheng)光(guang)子,因為是(shi)(shi)半導(dao)體,所以使用電(dian)激勵即可,是(shi)(shi)直(zhi)接(jie)(jie)的(de)電(dian)光(guang)轉換。而(er)光(guang)纖不能夠(gou)直(zhi)接(jie)(jie)實(shi)現電(dian)光(guang)轉換,需(xu)要用光(guang)來泵浦增益介質(一般用激光(guang)二極管泵浦),它實(shi)現的(de)是(shi)(shi)光(guang)光(guang)轉換。
3、散熱性能不同
光纖激光器(qi)(qi)散熱好,一(yi)般風冷(leng)即可。半導體(ti)激光器(qi)(qi)受溫(wen)度影響非常(chang)大,當功率較大時,需(xu)要水冷(leng)。
4、主要特性不同
光(guang)纖激光(guang)器(qi)的主要特性(xing)是器(qi)件體(ti)積(ji)小(xiao)(xiao),靈活。激光(guang)輸(shu)出譜線多(duo),單色性(xing)好(hao),調諧范圍寬(kuan)。并且其性(xing)能與光(guang)偏(pian)振(zhen)方向無關,器(qi)件與光(guang)纖的耦合(he)損(sun)耗小(xiao)(xiao)。轉(zhuan)換(huan)效率高,激光(guang)閾值低。光(guang)纖的幾何形狀具(ju)有很(hen)低的體(ti)積(ji)和表面(mian)積(ji),再加上在(zai)單模(mo)狀態下激光(guang)與泵(beng)浦可充(chong)分(fen)耦合(he)。
半(ban)導體激光(guang)器易與其(qi)他半(ban)導體器件集(ji)(ji)成(cheng)。具有的特性是可直接電(dian)(dian)調制;易于(yu)與各(ge)種光(guang)電(dian)(dian)子器件實現光(guang)電(dian)(dian)子集(ji)(ji)成(cheng);體積小,重量輕;驅動功率(lv)和電(dian)(dian)流較低;效率(lv)高、工作壽命長;與半(ban)導體制造技術兼(jian)容;可大批(pi)量生產。
5、應用不同
光纖激光器主要應用于激(ji)光(guang)光(guang)纖(xian)通訊、激(ji)光(guang)空間遠距通訊、工(gong)業(ye)造(zao)船、汽(qi)車制造(zao)、激(ji)光(guang)雕刻激(ji)光(guang)打(da)標(biao)激(ji)光(guang)切割、印刷(shua)制輥、金(jin)(jin)屬非金(jin)(jin)屬鉆(zhan)孔/切割/焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全(quan)、醫療器(qi)械儀器(qi)設備、大型基礎建設,作為(wei)其他激(ji)光(guang)器(qi)的泵浦(pu)源(yuan)等等。
半導(dao)體激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)在(zai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)測(ce)距、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)雷達、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)通信(xin)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)模(mo)擬(ni)武(wu)器(qi)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)警戒、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)制(zhi)(zhi)導(dao)和(he)跟蹤、引燃引爆(bao)、自動(dong)控制(zhi)(zhi)、檢測(ce)儀器(qi)等方面有廣泛應用。