选择性自动激光装配
选择性自动激光装配
本文介绍，BeamWorks公司制造的一种激光装配机器，可完成所有的装配功能。
寻找所关注的问题
该系统就是要寻找出我们工业所关注的一些关键问题。第一个关注就是通孔(through-hole)元件的选择性装配，如插座与连接器。这些问题将不会消失，因为通孔元件将仍然保留在SMT工业许多年。这方面有许多的原因，但这已经是本文的题外内容了。
在混合装配中，通孔元件是通过三种方法选择性的焊接的：
使用专门设计夹具的波峰焊接
通孔内锡膏(paste-in-hole)工艺
手工焊接。
当选择性波峰焊接和通孔内锡膏工艺在技术上不可行时，通常就是这种情况，手工焊接只好作为“最后一着”的工艺了。手工焊接不仅速度慢和昂贵，而且是依赖操作员的，造成不持续的焊接点质量。例外，手工的焊接点容易受到外部和内部损伤。内部损伤是一个严重的关注，因为焊接点在板的表面看上去很好，但是即使它通过了电气测试也很不可靠。
通孔元件不是选择性焊接的唯一动力。随着蜂窝电话的使用增加，选择性RF屏蔽焊接正变得很普遍。虽然一些RF屏蔽可以在对流式炉中回流焊接，还有许多需要通过手工焊接。甚至可以在对流式
炉中焊接的屏蔽还要求手工焊接，取下来允许受屏蔽元件的返工。另外，有许多表明贴装连接器，特别是那些在板的每一面有引脚的，需要选择性焊接。
此外，潮湿敏感的元件必须在焊接之前烘焙，以防止包装裂开，通常叫做爆米花(popcorning)。返工一个必须挽救的昂贵元件是特别痛苦的。为了挽救一个别元件，整个装配必须24小时地烘烤七天。在取掉大元件如密间接元件(fine pitch)，塑料引脚芯片载体(PLCC, plastic leaded chip carrier)，球栅阵列(BGA, ball grid array)、元件小元件如芯片规模包装(CSP, chip scale package)的时候，板的局部损坏的可能性大大增加。问题将变得更糟，当(和如果)必须使用免洗焊锡时，因为大多数都具有很高的熔点。
激光装配机器
在今天电子装配中的主要关注是通孔元件、丢失和潮湿敏感性表面贴装元件、无铅和RF屏蔽焊接的选择性装配。BeamWorks公司的激光装配机器的选择性装配任何元件的能力解决了这些技术问题。它不仅是一台激光焊接机器，而且是一台装配机器，完成从锡膏分配到检查与返工的所有装配功能。该机器分配锡膏是通过正向压力位移精确控制锡膏量。然后各种吸取头吸取元件，从小至0402到大至BGA 和密脚元件。复式二极管激光选择性或同时焊接，在几毫秒时间内。因为激光不能看到BGA、CSP和倒装芯片的球，激光束的宽度增加以模拟炉的温度曲线来回流隐藏的锡球。该系统也能完成返工与检查功能。因为计算机辅助设计(CAD)数据用于所有的装配功能- 锡膏分
配、贴装、焊接和返工，所以免去了编程的必要。诸如密间距这样的元件不必烘烤，因为包装不受热，只是引脚受热。
该机器可用于大批量和低产量的两种应用。例如，如果只用作一台焊接机，多个激光可以跟上装配线中的高产量贴片机。还有，它也可用于高产量装配线的选择性装配元件。例子包括在高产量装配线中元件装配板上丢失的元件或RF屏蔽。在低产量应用中，它可装配所有的元件，转产迅速。当然，如果该机器用于每个装配过程，它自然是较慢的。在原型和试产制造中，产量不是所关注的，快速转换才是。
虽然这种机器可用于低产量、快速转换的应用，它也很适合于传统工艺或者技术上不可行或者成本太贵的单独应用。另外，因为每个焊点的回流时间可以个别编程，每个焊点的热输入可以精确地设定，以满足连接于电源和地线或散热器的焊点要求。
因为这种机器是以毫秒测量焊接时间的(而不是秒)，金属间(jintermetallic)的厚度在1μm以下(或者小于40μ"，与其它焊接方法的500μ"或更多进行比较)，大大地改进了焊接点的可靠性。
该机器不是能医百病的灵丹妙药。可是，它满足一些独特的需求，虽然它不能用于取得现存的设备，但它可用作一个补充。
激光二极管的特性
激光二极管的特性 1、伏安特性 半导体激光器是半导体二极管，具有单向导电性，其伏安特性与二极管相同。反向电阻大于正向电阻，可以通过用万用表测正反向电阻确定半导体激光二极管的极性及检查它的PN结好坏。但在测量时必须用1k以下的档，用大量程档时，激光器二极管的电流太大，容易烧坏。 2、P—I特性 激光二极管的出射光功率P与注入电流I的关系曲线称为P-I 曲线。 注入电流小于阈值电流I th时，激光器的输 出功率P很小，为自发辐射的荧光，荧光的输 出功率随注入电流的增加而缓慢增加。 注入电流大于Ith时，输出功率P随注入 电流的增加而急剧增加，这时P—I曲线基本上 是线性的。当I再增大时，P—I曲线开始弯曲呈非线性，这是由于随着注入电流的增大，使结温上升，导致P增加的速度减慢。 判断阈值电流的方法：在P—I特性曲线中，激光输出段曲线的向下延长线与电流轴的交点为激光二极管的阈值电流。 3、光谱特性
激光二极管的发射光谱由两个因素决定：谐振腔的参数，有源介质的增益曲线。 腔长L确定纵模间隔，宽W和高H决定横模性质。如果W和H 足够小，将只有单横模TEM00存在。 多模激光二极管在其中心波长附近呈现出多个峰值的光谱输出。单纵模激光器只有一个峰值。 工作在阈值以上的1mm腔长的增益导引LD的典型发射光谱 激光二极管是单模或多模还与泵浦电流有关。折射率导引LD，在泵浦电流较小、输出光功率较小时为多模输出；在电流较大、输出光功率较大时则变为单模输出。而增益导引LD，即使在高电流工作
下仍为多模。 折射率导引激光器光谱随光功率的变化发射光谱随注入电流而变化。I
脉冲驱动激光二极管
脉冲驱动激光二极管
脉冲驱动激光二极管 by Doug Hodgson, Kent Noonan, Bill Olsen, and Thad Orosz 介绍 相对较高的峰值功率和工作效率使得脉冲激光二极管成为固态激光器泵浦和范围测定这类应用的理想选择。脉冲激光二极管工作时通常占空比相对较低，因此平均功率较低，这样就可能达到更高的峰值功率。所以产生的热量并不很高。另一方面，连续波激光二极管要承受的热量比脉冲激光器高。这是由于在连续波工作期间，器件的热电阻使得结温度显著增加。所以连续波激光二极管一般需要很好的热沉封装和/或用热电致冷。 脉冲驱动激光二极管是测试其质量和热效率的一个强大的分析工具。本文描述了通过用电流脉冲驱动激光二极管来进行测试的方法，提出了脉冲驱动激光二极管的几点困难，并给出了克服或避免的方法。文中介绍了一个简单的实验，用ILX Lightwave LDP-3811脉冲电流源来驱动一个典型的激光二极管。这里主要表现的是脉冲驱动二极管出现的问题。最后描述了LDP-3811的典型应用。 为什么要脉冲驱动一个连续波激光二极管？ 在低占空比情况下脉冲驱动连续波激光二极管的能力在二极管评测中很有用。其应用可划分为两个广泛领域。第一个是封装前通过/失败测试；第二个是器件特性评价。这两种应用都利用了脉冲方式驱动激光二极管不会产生大量热量的优点。可在热效应最小的情况下完成测试和特性评价。 封装前测试 对于这种应用，低占空比的脉冲可用于半 导体制造工艺后的晶圆或条级测试。单点 光测量或L/I曲线(光输出vs.驱动电流)能用来“预筛选”工艺处理后的晶圆。它能将有缺陷的晶圆在花费不匪的切割和 封装操作之前就清除掉，建立制造工艺的成品率数目和性能。(注意对于这些测试相对测量比绝对精度更重要。) 特性测试 脉冲测试的第二个应用领域是对封装好的器件的特性测试。很多关于激光二极管特性的工业文档既推荐连续波测试也推荐脉冲波测试。(贝尔交流研究出版的题为“光电器件可靠性保证实践”的技术咨询文档TA-TSY-000983就是这样。)通过比较脉冲和连续波工作方式，可以评测像输出功率、波长和阈值电流这样一些与温度相关的参数。图1所示的是一个典型激光二极管的L/I曲线。 这些曲线既表示了低占空比脉冲模式，又表示了连续波工作模式。连续波曲线阈值电流的增加和斜率效率的略微减少(与脉冲曲线比较)主要是由器件热电阻引起的结温度上升造成。(脉冲L/I曲线所用的脉宽一般为100至500ns，占空比小于百分之一，因此热效应不明显。) 脉冲与连续波L/I曲线的比较也可用来检图1 典型激光二极管的脉冲及连续波L/I曲线
2018年全国激光切割机十大品牌
在说全国激光切割机十大排名之前，还要了解的就是在激光行业深圳和武汉一直都是行业领头羊，无论是规模还是技术，这两地的实力都是远超其他区域的。 品牌一：大族激光 深圳大族激光一直都保持着非常强的竞争力，公司实力雄厚，是世界上仅有的几家拥有"紫外激光专利"的公司之一。 品牌二：华工激光 华工科技旗下核心子公司，拥有两个品牌（华工激光和法莱利），华工激光主导产品涵盖全功率系列的激光打标、激光焊接系统、激光切割等激光加工专用设备及等离子切割设备等。 品牌三：瑞尔多激光 公司总部位于武汉光谷，集平面激光切割、激光切管、三维金属非金属激光切割和焊接、激光清洗以及机器人自动折弯机于一体的非标自动化激光设备生产厂家，目前具有多项国际发明专利和国内专利，也是售后服务较为完善的激光企业，全国各地都有驻地办事处。 品牌四：楚天激光 行业领域涉及航天、航空、电子、卫生、冶金、文化等；产品涉及激光焊接、激光打标、激光切割、激光打孔、激光热处理、激光调阻等。也是一家全面激光厂家。 品牌五：团结普瑞玛 位于中国上海，是一家专业生产大功率激光切割、焊接等的公司。在大功率激光切割机方面有优势，但是要知道激光切割机功率增长价格也是几何倍数增长，因此价格相对较高。 品牌六：大汉激光 同样是发展时间短但是实力强劲的激光厂家，集生产、研发、销售的一体，其设备在金属激光切割以及激光雕版方面较为不错。 品牌七：领创激光 领创激光同样是专注于大功率激光加工成套装备的研发、制造和销售，大功率也是实力的体现，但是同前面所说一样，功率高价格也相对较高，是国家级高新技术开发区首批重点引进的高新科技企业。 品牌八：创科源激光 早年在北京，但是为了突破技术瓶颈公司于2008年主体迁入无锡新区专业从事三维激光切割机、平面激光切割机、激光熔覆系统、激光焊接系统的研发与生产，开始南方市场的耕耘。 品牌九：高能激光 只专注于中小功率金属激光切割机的设计与研发，不仅拥有独立自主的研发团队，还具有健全的售后服务团队，并且销量也一直都还不错。 品牌十：金运激光 是以金运激光公司光纤产品线为基础发展起来的，以光纤激光切割机为唯一系列产品的专业生产厂家。唯拓激光拥有一支由光、机、电、软件和工艺专业人员组成的强大研发团队。 激光行业竞争激烈，但是正是因为有着庞大的市场和高强度的竞争压力，才推动着所有的企业不断向更高的水平发展。其实不仅仅是上述十大激光切割机行业领头羊，包括一些普通的厂家都知道行业竞争力大，因此都是开始发展自己的特色，像上面列举的一样，有的专注于小功率、有专注于几千瓦朝上的大功率设备、也有钻研切管的等等。但是真正有实力的都有着霸占市场的野心，无论是激光平面切割还是三维激光切割与焊接，或者是激光打标、清洗等，都有涉及且都有一定的行业硬实力。 总之从目前的2018年激光切割机行业市场来看全国排名靠前的就是这十大企业，在如此大的竞争力下未来是否有所变动就让我们拭目以待吧。
激光切割机分类 常见的三种激光切割机
激光切割机广泛的应用在我们的日常生活中，目前市场上常见的激光切割机有 三种：光纤激光切割机、CO2激光切割机和YAG激光切割机 1、光纤激光切割机 光纤激光切割机是利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机。 光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束， 并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化， 通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。同体积庞大的气体激光 器和固体激光器相比具有明显的优势，已逐渐发展成为高精度激光加工、激光 雷达系统、空间技术、激光医学等领域中的重要候选者。 2、CO2激光切割机 CO2激光切割机，可以稳定切割20MM以内的碳钢，10MM以内的不锈钢， 8MM之下的铝合金。CO2激光器的波长為10.6UM，相对容易被非金属汲取， 可以高品质地切割木材、亚克力、pp、有机玻璃等非金属材料，但是CO2激 光的光电转化率唯有10%左右。 CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体n2的喷嘴，用以提升切割速度和切口的平整光洁。為了提升电源的稳定性和寿命，关于 CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性。依据国际安全规范，激光危 害等级分4级，CO2激光属于危害最小的一级。但是CO2激光切割机使用成 本是这三种激光切割机中费用最高的一款。 三、YAG激光切割机 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低一般<3%， 目前产品的输出功率大多在800W以下，由于输出能量小，主要用于打孔及薄 板的切割。它的绿色激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具有波长短、聚 光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊 接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收，故不能切 割非金属材料，且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命，
激光二极管原理及应用
激光二极管参数与原理及应用 2011-06-19 17:10:29 来源:互联网 一、激光的产生机理 在讲激光产生机理之前，先讲一下受激辐射。在光辐射中存在三种辐射过程， 一时处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁，称之为自发辐射； 二是处于高能态的粒子在外来光的激发下向低能态跃迁，称之为受激辐射； 三是处于低能态的粒子吸收外来光的能量向高能态跃迁称之为受激吸收。 自发辐射，即使是两个同时从某一高能态向低能态跃迁的粒子，它们发出光的相位、偏振状态、发射方向也可能不同，但受激辐射就不同，当位于高能态的粒子在外来光子的激发下向低能态跃迁，发出在频率、相位、偏振状态等方面与外来光子完全相同的光。在激光器中，发生的辐射就是受激辐射，它发出的激光在频率、相位、偏振状态等方面完全一样。任何的受激发光系统，即有受激辐射，也有受激吸收，只有受激辐射占优势，才能把外来光放大而发出激光。而一般光源中都是受激吸收占优势，只有粒子的平衡态被打破，使高能态的粒子数大于低能态的粒子数（这样情况称为离子数反转），才能发出激光。 产生激光的三个条件是：实现粒子数反转、满足阈值条件和谐振条件。产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转，在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带。为了获得离子数反转，通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结，这样，在外加电压作用下，在结区附近就出现了离子数反转—在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子，而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴。实现粒子数反转是产生激光的必要条件，但不是充分条件。要产生激光，还要有损耗极小的谐振腔，谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜，激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射，不断引起新的受激辐射，使其不断被放大。只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗，即满足一定的阈值条件: P1P2exp(2G - 2A) ≥1 （P1、P2是两个反射镜的反射率，G是激活介质的增益系数，A是介质的损耗系数，exp 为常数），才能输出稳定的激光，另一方面，激光在谐振腔内来回反射，只有这些光束两两之间在输出端的相位差Δф=2qπq=1、2、3、4。。。。时，才能在输出端产生加强干涉，输出稳定激光。设谐振腔的长度为L，激活介质的折射率为N，则 Δф=（2π/λ）2NL=4πN(Lf/c)=2qπ， 上式可化为f=qc/2NL该式称为谐振条件，它表明谐振腔长度L和折射率N确定以后，只有某些特定频率的光才能形成光振荡，输出稳定的激光。这说明谐振腔对输出的激光有一定的选频作用。 二、激光二极管本质上是一个半导体二极管，按照PN结材料是否相同，可以把激光二极管分为同质结、单异质结（SH）、双异质结（DH）和量子阱（QW）激光二极管。量子阱激光二极管具有阈值电流低，输出功率高的优点，是目前市场应用的主流产品。同激光器相比，激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点，但其输出功率小（一般小于2mW），线性差、单色性不太好，使其在有线电视系统中的应用受到很大限制，不能传输多频道，高性能模拟信号。在双向光接收机的回传模块中，上行发射一般都采用量子阱激光二极管作为光源。 半导体激光二极管的基本结构如图所示，垂直于PN结面的一对平行平面构成法布里—
激光切割机图示说明(再版)
激光切割机软件使用说明 (图文笔记版) 一、总体功能概述 ⑴操作软件的三大版块: 图一、ByVision主菜单操作界面。图二、HANDLING-OPERATION操作界面 图三、LaserView操作界面
⑵控制按键的两个部分：
图二、屏幕右侧按键。 释放切割头
二、激光切割机每个版块的具体功能介绍 ⑴ByVision（用户名：CH 密码：1） ①“MAIN（F5）”主菜单：其中包括“管理员”、“视图”、“诊断”、“清屏”、 “信息”、“关闭”。 “管理员”、“视图”：已设置好，一般无需改动。一般级别无法修改的。“诊断”：用于显示机床的通讯状态，绿灯通讯为正常，红灯通讯中断或未建立通讯或没有该硬件（如Byloder）。前两个灯为绿，后一个灯为红，此时为正常。具体的机型不同而有异。 “清屏”：点击后屏幕为白色，此时触摸功能关闭，就可用布来擦拭屏幕。
登录/注销：用于不同级别的用户进入系统，权限不一样的。 详细内容：当提示框出现提示内容的时候，由于显示的内容有限，当出现”……”的提示时可以在详细内容中看见全部的报警和故障。可以用该菜单中的RESET 键进行复位等操作。 信息：关于该机器的全部软件的版本。 关闭：内有可选择的关闭对话框。一般用关闭Byvision项目。 语言选择：根据国旗代表不同的语言。一般英语的故障解释比较确切。 有故障时候尽量用英语将信息记录下来，便于准确判断。 ②“HAND（F6）”手动菜单：其中包括“设置参数机床”、“参数”、“手动功 能”、“特殊功能”“CNC”、“SERV”、“STOP PART”、“STOP WORK”。
半导体激光器输出特性的影响因素
半导体激光器输出特性的影响因素 半导体激光器是一类非常重要的激光器，在光通信、光存储等很多领域都有广泛的应用。下面我将探讨半导体激光器的波长、光谱、光功率、激光束的空间分布等四个方面的输出特性，并分析影响这些输出特性的主要因素。 1． 波长 半导体激光器的发射波长是由导带的电子跃迁到价带时所释放出的能量决定的，这个能量近似等于禁带宽度Eg(eV)。 hf=Eg f(Hz)和λ(μm)分别为发射光的频率和波长 且c=3×108m/s ，h=6.628×10?34J ·s ，leV=1.60×10?19J 得 决定半导体激光器输出光波长的主要因素是半导体材料和温度。 不同半导体材料有不同的禁带宽度Eg ，因而有不同的发射波长λ：GaAlAs-GaAs 材料适用于0.85μm 波段，InGaAsP-InP 材料适用于1.3~1.55μm 波段。 温度的升高会使半导体的禁带宽度变小，导致波长变大。 2． 光功率 半导体激光器的输出光功率 其中I 为激光器的驱动电流，P th 为激光器的阈值功率；I th 为激光器的阈值电流；ηd 为外微分量子效率；hf 为光子能量；e 为电子电荷。 hf 、e 为常数，Pth 很小可忽略。由此可知，输出光功率主要取决于驱动电流I 、阈值电流I th 以及外微分量子效率ηd 。驱动电流是可随意调节的，因此这里主要讨论后两者。除此之外，温度也是影响光功率的重要因素。 1）阈值电流 半导体激光器的输出光功率通常用P-I 曲线表示。当外加正向电流达到某一数值时，输出光功率急剧增加，这时将产生激光振荡，这个电流称为阈值电流，用I th 表示。当激励电流II th 时，有源区不仅有粒子数反转，而且达到了谐振条件，受激辐射为主，输出功率急剧增加，发出的是激光，此时P-I 曲线是线性变化的。对于激光器来说，要求阈值电流越小越好。 阈值电流主要与下列影响因素有关： a) 晶体的掺杂浓度越大，阈值电流越小。 b) 谐振腔的损耗越小，阈值电流越小。 c) 与半导体材料结型有关，异质结阈值电流比同质结小得多。 d) 温度越高，阈值电流越大。 2）外微分量子效率 ) (th d th I I e hf P P -+=ηλ c =f
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理及说明 1.定义：主要用于将板材切割成所需形状工件的激光加工机床，也是利用激光束的热能实现切割的设备。 2.简介： 激光切割是指将激光束照射在工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，已达到切割和雕刻的目的。它是利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。 具体的激光切割细节： 激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定的频率、一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个细微的，高能量密度的光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或汽化被加工材料。一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工切割头与被加工材料按预先设计好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。 激光切割机组成部分： ⑴机床主机部分:激光切割机机床部分，实现X、Y、Z轴的运动
的机械部分，包括切割工作平台。 ⑵激光发生器:产生激光光源的装置。 ⑶外光路:折射发射镜，用于将激光导向所需要的方向。 ⑷数控系统：控制机床实现X、Y、Z 轴的运动，同时也控制激光器的输出功率。 ⑸稳压电源：连接在激光器，数控机床与电力供应系统之间。 ⑹切割头：主要包括腔体、聚聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。 ⑺操作台：用于控制整个切割装置的工作过程。 ⑻冷水机组：用于冷却激光发生器 ⑼气瓶：包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶，用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用的辅助气体。 ⑽空压机、储气罐：提供和存储压缩空气。 ⑾空气冷却干燥机、过滤器：用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气，以保持通路和反射镜的正常工作。 ⑿抽风除尘机：抽出加工时产生的烟尘和粉尘，并进行过滤处理，使废气排放符合环境保护标准。 ⒀排渣机：排除加工时产生的边角余料和废料等。 金属激光切割机优点： 精度高；速度快；热影响区小、不易变形；性价比极高；使用成本很低；后续维护费用很低；性能稳定、可保持持续生产。
半导体激光器pi特性测试实验
太原理工大学现代科技学院 课程实验报告 专业班级 学号 姓名 指导教师
实验名称 半导体激光器P-I 特性测试实验 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 一、 实验目的 1. 学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理 2. 了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系 3. 掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法 二、 实验仪器 1. ZY12OFCom13BG 型光纤通信原理实验箱 1台 2. 光功率计 1台 3. FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 4. 万用表 1台 5. 连接导线 20根 三、 实验原理 半导体激光二极管（LD ）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，（处于高能级E 2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E 1，这个过程称为光的受激辐射。所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。）是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（≥10mW ）辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30～50°，水平发散角为0～30°），与单模光纤的耦合效率高（约30％～50％），辐射光谱线窄（Δλ＝0.1～1.0nm ），适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（>20GHz ）直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流I th 尽可能小，I th 对应P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比（测试方法见实验四）大， ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
激光切割机之专业术语
激光切割机之专业术语 下面高能激光给大家介绍使用激光切割机中的常用专业术语； 准确度和重复性准确度是指在受控生产环境下，机器设置在某一固定位置，根据规定的公差生产零部件的能力。重复性是指机器保持所生产的不同零部件之间的公差的能力。 I级安全在美国，激光安全由FDA来监管。I级被列为最安全的激光系统配置。I级要求安全装置是一个完全封闭的系统，不能让激光束逃逸出来，还需要有冗余的联锁装置，在切割时如果打开机门，系统会关闭激光电源。 IV级安全这是一台开放的机器，在有激光危害的地方一定要加安全防护设备。 CO2激光器.是使用二氧化碳作为受激辐射介质的气体激光器。CO2激光器通常是密闭的或者配置流动气体。封闭型CO2激光器通常小于500瓦，而且加工成本不高。 熔渣熔渣是激光切割金属工件后在其背部或底部留下的重铸熔融金属。熔渣是通过操纵切割参数，如辅助气体气压（切割时，气体喷吹的方向与激光束同轴）来控制的。 切口质量当工件即刻从机器上撤下来时切口处的质量水平。当我们相干公司谈到我们能够切割的厚度时，通常谈的是能以极高切口质量切割的厚度，无需额外的抛光、打磨或去毛刺等后道工序。 雕刻在材料中雕刻或蚀刻设计的图案或字母。激光雕刻过程可以是矢量（线状的）或者栅格（通过激光开关扫描来创建图案）。 飞行光路.待切割工件保持不动，激光束由吊架上的反光镜导引，在工件上高速移动。 吊架由像桥一样的构架组成的激光座，被设计用来在XY台面上沿着一组路径移动。 振镜激光系统振镜系统通过一个快速移动的反光镜来导引激光束。振镜激光系统通常适用于在相对小的范围内切割薄材料。较厚的材料有可能会导致燃烧
以及非直角切口。因为这些镜子和驱动它们的伺服电机是非常微小的，所以它们的质量很小，能够被高速移动而且能迅速停下来。 气体辅助辅助气体是与激光束同轴喷吹的气体，用来辅助并改善激光切割的结果。气体的种类取决于激光切割的应用，但是基本上最常用的是空气、氮气和氧气。辅助气体通过增加或减少激光能量的蒸发效应以及输送废气和切割后产生的熔融废料来起作用。 万向节是一个环或者一根轴，允许固定在上面的物体在任意方向自由地倾斜。物件是被吊住的，所以即使它的支撑是倾斜的，物件依然保持水平。 热影响区域（HAZ）热影响区域是指工件的切割边缘和内部被激光切割过程中聚集的热量影响到的地方，可能是化学的或者表面的影响。在激光加工工艺中一个重要的目标就是找到能使HAZ最小化的切割参数。 切缝由切割工具造成的沟槽或切口的宽度。 线性编码器线性编码器是光学读取的高精度“尺”。相干公司在Ya、Yb 和X轴使用伺服电机闭环线性编码器可以确保高精度，随着时间推移不会有下降。 精度测量中不确定性的程度。适用于可重复性或可复现性测试等场合。 旋转编码器编码器是一种机电设备，可以监视运动或位置。一个典型的编码器使用光学传感器提供一系列的能被翻译成运动、位置或方向的脉冲。旋转编码器是基于实际电机，使用脉冲来确定位置的。 伺服电机伺服电机是一个小装置，具有输出轴。通过给伺服机发送一个编码信号，该轴可以被定位到特定的角度。只要输入编码信号存在，伺服机就将保持该轴的角度位置。当编码信号改变时，该轴的角度也会相应改变。 生产能力（吞吐量）每小时按质量要求完成的工件数量。通常，生产能力包括切割速度、加速度和其它工艺参数。 YAG激光器使用掺钕（Nd）钇铝石榴石（YAG）晶体作为增益介质的固体激光器。 更多激光切割机信息，请登录【https://www.360docs.net/doc/6e18589951.html,】【https://www.360docs.net/doc/6e18589951.html,】
激光切割机的原理
激光切割机的原理 三维激光切割行业应用 三维激光切割广泛应用于钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业。特别是在钣金加工行业中已取代传统加工方式，深受行业用户的青睐 行业应用 应用于钣金加工、航空、航天、电子、电器、地铁配件、汽车、粮食机械、纺织机械、工程机械、精密配件、轮船、冶金设备、电梯、家用电器、工艺礼品、工具加工、装饰、广告、金属对外加工、厨具加工等各种制造加工行业。 加工材料 不锈钢、碳钢、合金钢、硅钢、弹簧钢、铝、铝合金、镀锌板、镀铝锌板、酸洗板、铜、银、金、钛等金属板材及管材切割。 加工优势 (1) 精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺。 (2) 激光切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件。 (3) 切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形。 (4) 加工柔性好，可以加工任意图形，亦可以切割管材及其他异型材。 (5) 可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。 传统的切割工艺手段有火焰切割，等离子切割，水刀切割和线切割和冲床加工等等，激光切割作为近年新兴的工艺手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，使局部受热熔化，然后利用高压气体吹去熔渣形成切缝 三维激光切割原理 激光是一种光，与自然界其它发光体一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的，而且是自发辐射引起的。激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性,极高的发光强度。激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。激光加工技术在广告行业的应用主要分为：激光切割、激光雕刻两种工作方式，对于每一种工作方式，我们在操作流程中有一些不尽相同的地方。 三维激光切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能，根据用户切割加工工件尺寸的大小不同，可以选择将机器人进行正装或者倒装对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程，机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割;光纤激光切割头上配备随动装置和光路传输装置，利用光纤将激光传输到切割头上，再利用聚焦系统进行聚焦，针对不同厚度的板材开发出多套聚焦系统对多种三维金属板材进行多方位的切割，满足客户的需求。
激光切割机技术全参数
FIBERBLADE Cutting System 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: 2维激光切割系统 3维激光切割系统 激光焊接系统 自动化设备 装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域. Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割.
经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述 Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新 技术发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光纤激光切割系统；无需激光器维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造 . 机器 采用有限元分析法 (FEM)精心计算并优化的焊接式结构, 使得机器重量最小, 且具备高度稳定性. 模块特性可满足激光切割的特殊要求, 保证极高的切割精度. .定位轴 平行式导轨 (X轴)上装有车架, 横向驱动 (Y轴)置于其上.上面安装激光切割头. 同步驱动伺服电机可实现高精度和高动态特性要求.
激光切割机工艺手册
第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。
半导体激光器输出特性的影响因素
半导体激光器输出特性的影响因素
半导体激光器输出特性的影响因素 半导体激光器是一类非常重要的激光器，在光通信、光存储等很多领域都有广泛的应用。下面我将探讨半导体激光器的波长、光谱、光功率、激光束的空间分布等四个方面的输出特性，并分析影响这些输出特性的主要因素。 1． 波长 半导体激光器的发射波长是由导带的电子跃迁到价带时所释放出的能量决定的，这个能量近似等于禁带宽度Eg(eV)。 hf = Eg f (Hz)和λ(μm)分别为发射光的频率和波长 且c=3×108m/s ， h=6.628×10?34 J ·s ，leV=1.60×10?19 J 得 决定半导体激光器输出光波长的主要因素是半导体材料和温度。 λ c =f ) ( )(24.1m eV Eg μλ=
不同半导体材料有不同的禁带宽度Eg ，因而有不同的发射波长λ：GaAlAs-GaAs 材料适用于0.85 μm 波段， InGaAsP-InP 材料适用于 1.3~1.55 μm 波段。 温度的升高会使半导体的禁带宽度变小，导致波长变大。 2． 光功率 半导体激光器的输出光功率 其中I 为激光器的驱动电流，P th 为激光器的阈值 功率；I th 为激光器的阈值电流；ηd 为外微分量 子效率；hf 为光子能量；e 为电子电荷。 hf 、e 为常数，Pth 很小可忽略。由此可知，输出光功率主要取决于驱动电流I 、阈值电流I th 以及外微分量子效率ηd 。驱动电流是可随意调节 的，因此这里主要讨论后两者。除此之外，温度也是影响光功率的重要因素。 1）阈值电流 半导体激光器的输出光功率通常用P-I 曲线 ) (th d th I I e hf P P -+=η
半导体激光器的应用与分类
半导体激光器的应用与分类 半导体光发射器是电流注入型半导体PN结光发射器件，具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽，转换效率高、高可靠和易于集成等特点，被广泛应用。按照其发光特性，可分为激光二极管（又称半导体激光器或二极管激光器，Laser Diode，LD），通常光谱宽度不]于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管(Superluminescent Dmde,SLD)，光谱宽度不大于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管（Light Emiltting，LED），光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管（Superluminescent SLD），光谱宽度为30～50nm，本节重点介绍几种半导体激光器，钽电容简要介绍超辐射发光二极管。 半导体激光器的分类有多种方法。按波长分：中远红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等；按结构分：双异质结激光器、大光腔激光器、分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器；按应用领域分：光通信激光器、光存储激光器、大功率泵浦激光器、引信用脉冲激光器等；按管心组合方式分：单管、阵列（线阵、面阵）；按注入电流工作方式分：脉冲、连续、准连续等。 LD主要技术摄技术指标有光功率、中心波长、光谱宽度、阈值电流、工作电流、工作电压、斜率效率和电光转换效率等。 半导体激光器的光功率是指在规定驱动电流条件下输出的光功率，该指标直接与工作电流对应，这体现了半导体激光器的电流驱动特性。如果是连续驱动条件，T491T336M004AT则输出功率就是连续光功率，如果是脉冲驱动条件，输出的光功率可用峰值功率或平均功率来衡量。hymsm%ddz 半导体激光器的中心波长是指激光器所发光谱曲线的中心点所对应的波长，通常用该指标来标称激光器的发光波长。光谱宽度是标志个导体激光器光谱纯度的一个指标，通常用光谱曲线半高度对应的光谱全宽来表示。 半导体激光器的光场是发散的而且是不对称的。在垂直PN结平面方向（快轴方向），发散角较大，通常在20°～45°之间；在平行PN结平面方向（慢轴方向），发散角较小，通常在6°～12°之间。由此可以看出，半导体二极管激光器的光场在空间分布呈椭圆形。
小功率半导体激光二极管的稳定控制及其在原子实验中的应用_百度(精)
10 ?激光器件与元件? 《激光杂志》2003年第24卷第5期LASER JOURNA L (V ol. 24. N o. 5. 2003 小功率半导体激光二极管的稳定控制及其在原子实验中的应用 孙番典杨世琪刘琼发 (华南师范大学物理系, 广州510631 提要:介绍一种高稳定的半导体激光二极管恒温、稳流控制方式。使用该方式电路, 10-5, 温度波动优于10-4。并介绍高稳定半导体二极管激光在原子超精细跃迁线形吸收谱和塞曼相干共振谱观测中的应用。 关键词:半导体激光二极管, 恒温稳流, 线性吸收谱线, 塞曼相干共振谱线 A stabilite control method for low pow er semiconductor laser it ’s experiments Sun Fandian Yang Shiqi (S outh China N ormal ,G Abstract :Introduceda set of high stable control circuits for case of iconductor laser diode. Using the circuits ,the fluctu 2ation of injection current is 10-5and the fluctuation of perature better 10the room tem perature. An application of the diode laser in atom ic experiments als o be introduced.
K ey w ords :sem,tem ,linear abs orb spectrum line ,Z eeman coherent res onance spectrum line 1引言 Ξ 值, 可置半导体激光二极管工作于不同的注入电流值。将可调基准电压与流经半导体激光二极管的注入电流回路的取样放大信号电压一起输入比例放大器, 由比例放大器的输出 控制场效应调整管的门电极(栅极。这个门调整流过激光管及取样电阻上的注入电流, 由此达到恒定激光管注入电流的目的。电路的电源滤波稳压与软启动保护电路部分主要为:在电源变压器初级加设通用噪声滤波器NF 对超快速的脉冲干扰起吸收作用避免浪涌冲击。在变压器的初、次级分别加设压敏电阻, 使当出现高于限定的峰值浪涌时呈短路状态使浪涌被吸收。由达林顿管TIP142与电阻、电容组成电压缓升电路, 使电源开启时到激光管上的电压为一缓升过程。而两个π滤波电路及大电容, 使当电源关闭时, 激光管上的注入电流维持较长时间才降为零, 起电流缓降的作用。本电路可使注入电流在0-150mA 范围内连续可调(小功率激光二极管的注入电流一般为50mA 左右 , 注入电流的波动为μ1A 。 半导体激光二极管工作时, 其自身发热和环境温度的变化会促使管温变化而影响半导体激光输出波长和功率的稳定。以常用的小功率近红外半导体激光二极管为例。其工 〔6〕作温度引起工作频率的变化约10～30G H z Π℃。因此, 需从 (LD 在原子分子波谱学, 高分辨光谱学, 量子计量学, 光纤通信, 激光致冷实验, 量子频率标准等一系列基础研究和高科技产品开发方面已经得到了 125〕 广泛的应用〔。在半导体激光二极管的应用中, 通常遇到
激光切割机相关基础知识
激光切割机一台设备几万块甚至几十万块，所以在操作当中必须要注意，而且平常要注意保养和维护才能增加设备的使用寿命，节约成本，创造更大的利益。 一：水的更换与水箱的清洁建议：每星期清洗水箱与更换循环水一次，注意：机器工作前一定保证激光管内充满循环水。 循环水的水质及水温直接影响激光管的使用寿命，建议使用纯净水，并将水温控制在35℃以下。如超过35℃需更换循环水，或向水中添加冰块降低水温，（建议用户选择冷却机，或使用两个水箱）。清洗水箱：首先关闭电源，拔掉进水口水管，让激光管内的水自动流入水箱内，打开水箱，取出水泵，清除水泵上的污垢。将水箱清洗干净，更换好循环水，把水泵还原回水箱，将连接水泵的水管插入进水口，整理好各接头。把水泵单独通电，并运行2-3分钟（使激光管充满循环水）。 二、风机清洁 风机长时间的使用，会使风机里面积累很多的固体灰尘，让风机产生很大噪声,也不利于排气和除味。当出现风机吸力不足排烟不畅时，首先关闭电源，将风机上的入风管与出风管卸下，除去里面的灰尘，然后将风机倒立，并拔动里面的风叶，直至清洁干净，然后将风机安装好。 三：镜片的清洁（建议每天工作前清洁，设备须处于关机状态） 雕刻机上有3块反射镜与1块聚焦镜(1号反射镜位于激光管的发射出口处，也就是机器的左上角，2号反射镜位于横梁的左端，3号反射镜位于激光头固定部分的顶部，聚焦镜位于激光头下部可调节的镜筒中)，激光是通过这些镜片反射、聚焦后从激光头发射出来。镜片很容易沾上灰尘或其它的污染物，造成激光的损耗或镜片损坏，1号与2号镜片清洗时勿须取下，只需将蘸有清洗液的擦镜纸小心地沿镜片中央向边缘旋转式擦拭。3号镜片与聚焦镜需要从镜架中取出，用同样的方法擦拭，擦拭完毕后原样装回即可。注意：1.镜片应轻轻擦拭，不可损坏表面镀膜；2.擦拭过程应轻拿轻放，防止跌落；3.聚焦镜安装时请务必保持凹面向下。 四、导轨的清洁（建议每半个月清洁一次，关机操作） 导轨、直线轴作为设备的核心部件之一，它的功用是起导向和支承作用。为了保证机器有较高的加工精度，要求其导轨、直线具有较高的导向精度和良好的
激光二极管的特性
激光二极管的特性 激光二极管的特性 1、伏安特性 半导体激光器是半导体二极管，具有单向导电性，其伏安特性与二极管相同。反向电阻大于正向电阻，可以通过用万用表测正反向电阻确定半导体激光二极管的极性及检查它的PN结好坏。但在测量时必须用1k以下的档，用大量程档时，激光器二极管的电流太大，容易烧坏。 2、P—I特性 激光二极管的出射光功率P与注入电流I的关系曲线称为P-I曲线。 注入电流小于阈值电流Ith时，激光器的输出功率P很小，为自发辐射的荧光，荧光的输出功率随注入电流的增加而缓慢增加。 注入电流大于Ith时，输出功率P随注入电流的增加而急剧增加，这时P—I曲线基本上 是线性的。当I再增大时，P—I曲线开始弯曲呈非线性，这是由于随着注入电流的增大，使结温上升，导致P增加的速度减慢。 判断阈值电流的方法：在P—I特性曲线中，激光输出段曲线的向下延长线与电流轴的交点为激光二极管的阈值电流。 3、光谱特性 激光二极管的发射光谱由两个因素决定：谐振腔的参数，有源介质的增益曲线。 腔长L确定纵模间隔，宽W和高H决定横模性质。如果W和H 足够小，将只有单横模TEM00存在。 多模激光二极管在其中心波长附近呈现出多个峰值的光谱输出。单纵模激光器只有一个峰值。 工作在阈值以上的1mm腔长的增益导引LD的典型发射光谱 激光二极管是单模或多模还与泵浦电流有关。折射率导引LD，在泵浦电流较小、输
出光功率较小时为多模输出；在电流较大、输出光功率较大时则变为单模输出。而增益导引LD，即使在高电流工作 下仍为多模。 折射率导引激光器光谱随光功率的变化 发射光谱随注入电流而变化。IIt 发射激光，光谱突然变窄。因此，从激光二极管发射光谱图上可以确定阈值电流。当注入电流低于阈值电流时光谱很宽，当注入电流达到阈值电流时，光谱突然变窄，出现明显的峰值，此时的电流就是阈值电流。 IIt 激光辐射 4、温度特性 半导体激光器的阈值电流随温度的升高而增加，变化关系可表示为： T/T0) Ith(T)?Aexp(式中T0是衡量阈值电流Ith对温度变化敏感程度的参数——叫特征温度，取决于器件的材料和结构等因素，T0值越大，表示Ith对温度变化越不敏感，器件的温度特性越好。A是常数。 因Ith随温度升高而增大，因此P—I特性曲线也随温度变化。随着温度升高，在注入电流不变的情况下，输出光功率会变小。这就是为什么LD工作一段时间后输出功率会下降。 阈值—温度特性与其结构有关，一般说，异质结构比同质结的温度特性好。 温度变化还将引起激光器输出光谱的改变，出现跳模（mode hop）现象。原因：温度改变，使腔的参数（折射率， 腔长）发生较大变化，引起激发模式发生变化。在模式跳跃之前，因折射率和腔长随温度升高而有少量增加，致使波长随温度升高而缓慢增大（下图a）。如要避免跳模，必须增大模式间隔（下图b）。 对于多模增益导引半导体激光器，波长随温度的变化是由于带隙随温度变化而产生的，温度变化主要影响光增益曲线而不是腔的参数，因此变化曲线是连续的(下图c)。 半导体激光器必须加制冷器，进行温度控制。