一、半導體激光器的優點和缺點
自1962年世(shi)界上第一(yi)臺半導(dao)體激(ji)光器發(fa)(fa)明問世(shi)以來(lai),半導(dao)體激(ji)光器發(fa)(fa)生了(le)巨大(da)(da)的(de)變化,極大(da)(da)地推(tui)動了(le)其(qi)他科(ke)學技術的(de)發(fa)(fa)展(zhan),被認為是二十世(shi)紀人類最(zui)偉(wei)大(da)(da)的(de)發(fa)(fa)明之一(yi)。一(yi)起來(lai)了(le)解(jie)了(le)解(jie)目(mu)前市場(chang)中半導(dao)體激(ji)光器的(de)優點(dian)和缺點(dian)吧!
1、半導體激光器的優點:
(1)體(ti)積(ji)小(xiao)、重量輕:幾乎(hu)所有的(de)半導體(ti)激(ji)光器(qi)(qi)其器(qi)(qi)件(jian)本(ben)身體(ti)積(ji)大小(xiao)都在lmm3以下,非常小(xiao)。即使(shi)包括必(bi)要的(de)散熱片和電源裝置也(ye)能(neng)夠成(cheng)為尺度非常小(xiao)的(de)小(xiao)型系統(tong)。
(2)可(ke)注(zhu)入激勵:僅用(yong)幾伏(fu)的(de)電(dian)壓注(zhu)入毫安級的(de)電(dian)流就能夠驅動。除電(dian)源裝(zhuang)置以外不(bu)需要其它的(de)激勵設備和部(bu)件。電(dian)功率(lv)直接變換成光功率(lv),能量效(xiao)率(lv)高(gao)。
(3)室(shi)溫下可連(lian)續振(zhen)(zhen)蕩:在室(shi)溫附近的溫度范圍內大多(duo)數半導體激光(guang)器(qi)能(neng)夠連(lian)續振(zhen)(zhen)蕩。
(4)波長(chang)(chang)范(fan)圍寬(kuan):適當(dang)的選(xuan)擇材(cai)料(liao)和(he)合金比,在紅外和(he)可見光很(hen)寬(kuan)的波長(chang)(chang)范(fan)圍內能夠實現任意波長(chang)(chang)的激光器。
(5)可直接調制:把信(xin)號(hao)重(zhong)疊在(zai)驅動電流(liu)(liu)上(shang),在(zai)直流(liu)(liu)到G赫茲范(fan)圍內,可以調制振蕩強度、頻(pin)率和相位。
(6)相干(gan)性高:用單橫模(mo)的(de)激(ji)光器(qi)可以得(de)(de)到(dao)空(kong)間上相干(gan)性高的(de)輸出光。在(zai)分布(bu)反(fan)饋型(xing)(DFB)和分布(bu)布(bu)拉格反(fan)射(she)型(xing)(DBR)激(ji)光器(qi)中能(neng)夠得(de)(de)到(dao)穩定的(de)單縱模(mo)激(ji)射(she),得(de)(de)到(dao)時間上的(de)高相干(gan)性。
(7)能(neng)夠(gou)產生超短(duan)脈(mo)沖(chong)(chong):采(cai)用增益開關和鎖模等方法(fa),以簡單(dan)的系統結構能(neng)夠(gou)獲得從納秒到(dao)皮秒的超短(duan)脈(mo)沖(chong)(chong)。
(8)可批量生產(chan):由于是小型、層(ceng)狀結構,可以用光刻和平面工(gong)藝(yi)技術制作,適宜于大量生產(chan)。
(9)可(ke)靠性高:由于是單片(pian)狀,所(suo)以(yi)具有牢固的機械結構(gou)。
(10)可(ke)單片集成(cheng)化(hua):能夠把同種半(ban)導體激光器集成(cheng)在同一(yi)襯底上。
2、半導體激光器的缺點:
(1)溫度特性差:半導(dao)體激光器工作特性與溫度有顯(xian)著的關系,環境溫度變化(hua)可(ke)以引起激射頻(pin)率(lv)、閾值(zhi)電流、輸出光功率(lv)等變化(hua)。
(2)容(rong)易產生噪聲:因(yin)為是利用(yong)高濃(nong)度的(de)(de)載流子,所(suo)以載流子的(de)(de)起伏會(hui)影響(xiang)有源區的(de)(de)折射(she)率(lv);諧振器的(de)(de)長度短,還采(cai)用(yong)了(le)低反射(she)率(lv)的(de)(de)端面鏡(jing)子。所(suo)以激光振蕩容(rong)易受到外部(bu)回光的(de)(de)影響(xiang)。
(3)輸出光發散:輸出光由端面以放射(she)形式發出成為發散光。要獲得平行光束(shu)必須(xu)要有外部透鏡。
二、半導體激光器有哪些應用
半導體(ti)激光器是一種應用廣泛的(de)器件,其主要應用包(bao)括(kuo):
1、光纖通信。半導體激光器是光纖通信(xin)系統(tong)的關鍵組(zu)件,對于現(xian)代通信(xin)技術的發展起到了(le)重要作用。
2、光盤存取。半導體激光器被用于光盤存(cun)儲器中,它(ta)能夠存(cun)儲大(da)量的(de)聲(sheng)音(yin)、文字和(he)圖像信(xin)息。
3、光譜分析。用于環境氣體分析,如監測大氣污染和汽(qi)車尾氣等。
4、光信息處理。在光信息處理系統中,半導體激光器用于計算機和光神經網絡等。
5、材料加工。半導體激光器在材料切(qie)割(ge)、電路(lu)板加(jia)工(gong)(gong)等方面(mian)有廣泛應(ying)用,其(qi)高穩定性和高效(xiao)能使其(qi)成為工(gong)(gong)業材料加(jia)工(gong)(gong)的理想選擇。
6、醫療領域。半導體激光治療儀(yi)在(zai)醫(yi)療上有著重要的應(ying)用(yong)(yong),如治療強直(zhi)性脊柱炎、類(lei)風濕性關節炎等(deng)疾病,以及在(zai)手(shou)術(shu)中的止血、促進組織(zhi)修復等(deng)作(zuo)用(yong)(yong)。
7、激光打印機和條碼掃描器。高功率(lv)半導體(ti)(ti)激光(guang)器用于激光(guang)打印(yin)機(ji),提(ti)高打印(yin)速度和(he)分(fen)辨率(lv);半導體(ti)(ti)激光(guang)條碼掃描(miao)器廣泛用于商(shang)品(pin)銷售和(he)圖(tu)書(shu)檔(dang)案管理(li)。
8、激光電視。半(ban)導(dao)體激光(guang)(guang)器(qi)也用于(yu)高清晰度(du)激光(guang)(guang)電(dian)視,提(ti)供(gong)更低的能耗(hao)和更高的圖像質量。
9、激光微細工。用(yong)于集(ji)成電路的(de)切割、打孔等。
此外,半導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)還用作光(guang)(guang)(guang)纖激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)和(he)固體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)的(de)泵浦源,提高泵浦系(xi)統的(de)效(xiao)率和(he)功率。