半导体激光器模组
半导体激光器工作原理及基本结构
工作三要素：
01
受激光辐射、谐振腔、增益大于等于损耗。
02
半导体激光器工作原理
02
在材料设计时，考虑将p区和n区重掺杂等工艺，使得辐射光严格在pn结平面内传播，单色性较好，强度也较大，这种光辐射叫做受激光辐射。
条形结构类型
从对平行于结平面方向的载流子和光波限制情况可分为增益波导条形激光器(普通条形)和折射率波导条形激光器(掩埋条形、脊形波导)。
”
增益波导条形激光器 (普通条形)
特点：只对注入电流的侧向扩展和注入载流子的侧向扩散有限制作用，对光波侧向渗透没有限制作用。 我们的808大功率激光器属于这种结构：把p+重掺杂层光刻成条形，限制电流从条形部分流入。但是在有源区的侧向仍是相同的材料，折射率是一样的，对光场的侧向渗透没有限制作用，造成远场双峰或多峰、光斑不均匀，同时阈值高、光谱宽、多纵摸工作，有时会出现扭折问题。
半导体激光器材料和器件结构
808大功率激光器结构
采用MOCVD方法制备外延层，外延层包括缓冲层、限制层、有源层、顶层、帽层。有源层包括上下波导层和量子阱。
有源层的带隙比P型和N型限制层的小，折射率比它们大，因此由P面和N面注入的空穴和电子会限制在有源区中，它们复合产生的光波又能有效地限制在波导层中。大大提高了辐射效率。
最上面的一层材料（帽层）采用高掺杂，载流子浓度高，目的是为了与P面金属电极形成更好的欧姆接触，降低欧姆体激光器器件制备
大片工艺包括：材料顶层光刻腐蚀出条形、氧化层制备光刻、P面和N面电极制备、衬底减薄。 条形结构：在平行于结平面方向上也希望同垂直方向一样对载流子和光波进行限制，因此引进了条形结构。 条形结构的优点： 1. 使注入电流限制在条形有源区内，限制载流子的侧向扩散， 使 阈值电流降低； 2. 有源区工作时产生的热量能通过周围四个方向的无源区传递而逸散，提高器件的散热性能； 3. 有源区尺寸减小了，提高材料均匀的可能性； 4. 器件的可靠性提高、效率提高、远场特性改善。
光电探测理论与技术 四
OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20131光电仪器中的激光器光电探测理论与技术第四讲提纲•激光器在光电仪器中的应用•激光的基本概念•半导体激光器的特点及技术进展•光纤激光器简介OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20133激光器在光电仪器中应用Worldwide commercial laser revenues 激光器各类应用科研与军事仪器与传感器OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20134通信与光存储市场•数据通信和光存储的半导体激光•光纤通讯领域是半导体激光器应用的最大市场，常用LD 是1.3μm 和1.55μm 的InGaAsP/InP 半导体激光器DFB ( Distributed Feedback)OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20135EDFA 光纤放大器•EDFA 光纤放大器•0.98μm 和1.48μm LD 是掺铒光纤放大器的泵浦源，掺铒光纤放大器可用作光发射机的功率放大、线路放大、无再生中继、接收机的前置放大等。
Wavelength 1530 ~ 1565 nm Small Signal Gain 35(dB)DBR DBROPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20136EDFA模块技术参数OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20137光存储系统用激光器OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20138不同光存储系统比较OPTICAL DETECTION THEORY AND TECHNOLOGY 20139多层刻录技术多层刻录对半导体激光器提出更高要求。
TDK 已经宣布研发出4层、容量为100GB 的蓝光碟。
光学模组原材料
光学模组原材料光学模组的原材料包括多种类型，具体如下：1. 光学元器件：这是光学模组中不可或缺的组成部分，主要用于将激光器发出的光束聚焦并导入光纤中。
目前常用的光学元器件有透镜、滤波器、偏振器和耦合器等。
透镜一般采用石英或玻璃制成，滤波器可以选择多种不同的材料，如硅、硅氧化物等。
偏振器一般采用铌酸锂或硅等材料制成，而耦合器则一般采用高纯度光学玻璃材料。
2. 半导体激光器：这是光模块的核心组成部分，主要通过注入电流的方式来激发半导体材料，使其产生激光。
其材料主要包括镓砷化物、硒化锌等，其中镓砷化物半导体激光器是目前最常用的一种。
3. Pin光电二极管：主要用于接收光信号，并将其转化为电信号输出。
它的主要材料是硅、锗、砷化镓等，其中硅光电二极管因其价格便宜、能在广泛的波长范围内工作，被广泛应用。
4. 反射片：一种能够通过其背面产生反射的透明片，其表面缺陷少、平整度高、高反射率（98%）、热稳定性好。
5. 量子点膜：能将大约三分之二由背光源发出的蓝色光转化为纯正的红光和绿光，进而混合蓝光形成高质量的白光，实现了显示器的高色域覆盖，还原了色彩。
6. 扩散片：由三层结构组成，包括最下层的抗刮伤层，中间的透明PET基材层和最上层的扩散层。
扩散片是指在PET基材上，通过精密涂布的方法，把光学胶水固化成预先设计的光学结构扩散层，使光线透过扩散涂层产生漫射，让光的分布均匀化，将点光源或线光源转换成面光源的新型高性能光学材料。
7. 增光片：一种新型高性能光学薄膜，由于其外表微观棱镜阵列结构这一特性。
此外，光模块的材料还包括驱动电路等其他组件。
这些原材料的特性和质量对光学模组的性能和效果有着至关重要的影响。
激光模组文档
激光模组简介激光模组是一种集成了激光器、驱动电路和控制器等元件的模块化设备。
它可以输出激光束，在很多领域有着广泛的应用，比如激光雷达、激光打印、激光切割等。
激光模组的设计和制造需要考虑到激光的输出功率、波长、调制方式等因素，以满足不同应用的需求。
激光模组的组成成分激光器激光器是激光模组的核心部件。
它通常采用半导体材料，如GaAs、InP等，通过注入电流产生激光。
激光器的波长、功率和模式特性对模组的性能和应用有着重要的影响。
常见的激光器类型有激光二极管、固体激光器、半导体激光器等。
驱动电路驱动电路用于提供激光器所需的电流和电压。
它通过控制电流的大小和波形来控制激光器的功率和调制方式。
驱动电路的设计需要考虑到激光器的电性能和特性，以确保激光器的稳定工作和输出性能。
控制器控制器是激光模组的智能化部分，用于控制激光器的工作状态和配置参数。
它通常包括微处理器、存储器和接口等组件，并通过固件或软件进行配置和控制。
控制器能够实现激光器的启停、功率调节、调制方式选择等功能，提高了激光模组的灵活性和可操作性。
光学元件激光模组还包括一些光学元件，如透镜、滤光片、衰减器等。
这些光学元件用于调整激光束的参数，例如聚焦距离、波长选择和功率衰减等。
光学元件的选择和配置对激光模组的整体性能和输出质量有着重要的影响。
激光模组的应用领域激光雷达激光雷达利用激光束进行距离测量，广泛应用于自动驾驶、地形检测、机器人导航等领域。
激光雷达通常采用高功率、高精度的激光模组，以实现长距离测量和高精度定位。
激光打印激光打印利用激光束在感光材料上进行照射，实现图像或文字的印刷。
激光打印机中的激光模组通常具有高功率、高速度和高分辨率的特点，以满足快速、准确的印刷要求。
激光切割激光切割利用激光束对材料进行高能量照射，实现材料的切割或雕刻。
激光切割机中的激光模组通常具有高功率、高聚焦度和高稳定性的特点，以实现高精度和高效率的切割。
其他应用除了上述应用领域，激光模组还被广泛应用于光通信、医疗器械、科学研究等领域。
激光二极管、激光模组、光纤耦合激光器模块的关系
激光二极管、激光模组、光纤耦合激光器模块的关系文章标题：深度探讨激光二极管、激光模组、光纤耦合激光器模块的关系在当今的科技发展中，激光技术已经成为了不可或缺的一部分。
激光二极管、激光模组和光纤耦合激光器模块是激光技术中的重要组成部分，它们之间的关系密不可分。
本文将从深度和广度的角度探讨这三者之间的关系，以帮助读者更好地理解激光技术的发展和应用。
一、激光二极管激光二极管是一种半导体激光器件，利用半导体材料的特性来产生激光。
激光二极管是激光技术中的基础部件，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。
它的工作原理是通过注入电流使半导体材料发生电子和空穴复合，从而产生光子放大。
激光二极管具有体积小、功耗低、寿命长等优点，因此在激光技术中得到了广泛的应用。
二、激光模组激光模组是指将激光二极管和相关光学元件（如透镜、反射镜等）集成在一起的模块化组件。
激光模组的主要作用是对激光进行调控和整形，以满足不同应用场景的需要。
激光模组通常包括激光二极管驱动电路、温控系统、光学元件等部分。
通过激光模组的设计和优化，可以实现激光的稳定输出、调制和整形，从而满足不同行业对激光的特定需求。
三、光纤耦合激光器模块光纤耦合激光器模块是一种将激光通过光纤耦合传输的模块化组件。
光纤耦合激光器模块在激光通信、激光测量等领域有着重要的应用。
它的主要作用是将激光通过光纤进行传输，通过光纤的柔韧性和低损耗特性，可以将激光输送到远距离，实现高效的激光传输和耦合。
四、激光二极管、激光模组和光纤耦合激光器模块的关系激光二极管、激光模组和光纤耦合激光器模块之间存在着密切的关系。
激光二极管是激光技术的核心部件，它的稳定性和输出质量对整个激光系统的性能起着关键作用。
激光模组则是对激光进行整形和调控的关键环节，它可以根据具体的应用需求对激光进行调制和优化。
而光纤耦合激光器模块则是实现激光传输和耦合的关键部件，它可以将激光输送到远距离，并保持高效的传输质量。
个人观点和理解激光技术在现代科技中有着广泛的应用，激光二极管、激光模组和光纤耦合激光器模块作为激光技术的核心组成部分，在各自的领域都发挥着不可替代的作用。
《高功率980nm半导体激光器外延结构设计及其性能研究》范文
《高功率980 nm半导体激光器外延结构设计及其性能研究》篇一一、引言随着科技的进步，高功率半导体激光器在科研、工业、医疗等领域的应用越来越广泛。
其中，980 nm波段的半导体激光器因其独特的光学特性和应用价值，受到了广泛的关注。
本文将重点研究高功率980 nm半导体激光器的外延结构设计及其性能，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、外延结构设计1. 材料选择外延结构的设计首先需要选择合适的外延材料。
考虑到高功率、高效率及稳定性等要求，我们选择了一种高电子迁移率和高热导率的材料作为基底，以保证激光器的稳定运行。
此外，还通过选择适当的掺杂元素来提高内量子效率和减少电流散溢。
2. 结构分层设计针对高功率输出和良好光束质量的需求，我们将外延结构分为多层结构。
主要包括以下部分：基底层、反射镜层、多量子阱（MQW）结构层、欧姆接触层等。
其中，多量子阱结构层是关键部分，其设计直接影响到激光器的性能。
3. 特殊结构设计为了进一步提高激光器的性能，我们设计了一些特殊结构。
例如，采用渐变折射率层以减少光在传输过程中的损耗；在多量子阱结构中引入应力层以提高内量子效率；以及在欧姆接触层中优化电极设计以提高电流注入效率等。
三、性能研究1. 实验方法我们通过分子束外延技术（MBE）和金属有机气相沉积（MOCVD）等工艺进行外延生长，并利用光刻、干湿法刻蚀等工艺制备出激光器芯片。
然后通过测试其阈值电流、斜率效率、光束质量等参数来评估其性能。
2. 实验结果及分析实验结果显示，高功率980 nm半导体激光器具有良好的光束质量和低阈值电流等特点。
与传统的半导体激光器相比，其在光功率、效率和寿命等方面都有显著的优势。
同时，我们也观察到通过引入特殊结构的设计，激光器的性能得到了进一步的提升。
例如，渐变折射率层的设计显著降低了光在传输过程中的损耗；而优化电极设计则提高了电流注入效率，从而提高了激光器的输出功率。
四、结论本文研究了高功率980 nm半导体激光器的外延结构设计及其性能。
半导体激光器ppt课件
应用：
半导体激光器应用十分广泛，主要分布在军事、生产和医疗方面：
军事：Ⅰ)激光引信。半导体激光器是唯一能够用于弹上引信的激光器。 Ⅱ)激光制导。它使导弹在激光射束中飞行直至摧毁目标。 Ⅲ)激光测距。主要用于反坦克武器以及航空、航天等领域。 Ⅳ)激光雷达。高功率半导体激光器已用于激光雷达系统
目录
CONTENTS
1 基本介绍及发展 2 基本原理及构成
3 主要特性
4 分类、应用及发展前景
基本介绍及发展
高能态电子束>低能态电子束
高能态
低能
态
同频同相
的光发射
同频同相光 谐振腔内多次往返
放大
激光
激光：通过一定的激励方 式，实现非平衡载流子的 粒子数反转，使得高能态 电子束大于低能态电子束， 当处于粒子数反转状态的 大量电子与空穴复合时， 便产生激光。
激光具有很好的方向性和 单色性。用途十分广泛
高功率半导体激光器
① 、1962年9月16日，通用电气公司的罗伯特·霍尔 （Robert Hall） 带领的研究小组展示了砷化镓（GaAs）半导体的红外发射， 首个半 导体激光器的诞生。 ②、70年代，美国贝尔实验室研制出异质结半导体激光器，通过对光 场和载流限制，从而研制出可在室温下连续运转且寿命较长的激光器。 ③、80年代，随着技术提升，出现了量子陷和超晶格等新型半导体激 光器结构； 1983年，波长800nm的单个输出功率已超过100mW，到 了1989年，0.1mm条宽的则达到3.7W的连续输出，转换效率达39%。 ④、90年代在泵浦固体激光器技术推动下，高功率半导体激光器出现 突破进展。。1992年，美国人又把指标提高到一个新水平：1cm线阵 连续波输出功率达121W，转换效率为45%。
新型半导体激光器——VCSEL详解
新型半导体激光器——VCSEL详解VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser)，即垂直腔面发射激光器，是集高输出功率和高转换效率和高质量光束等优点于一身，相比于LED 和边发射激光器EEL，在精确度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占优。
随着VCSEL 芯片技术的成熟，以其作为核心元件的3D Sensing 走入应用，在活体检测，虹膜识别， AR/VR 技术以及机器人识别和机器人避险、自动驾驶辅助等领域得到发展。
近期，3D Sensing 的主要应用以手机为主，iPhone X 首次搭载3D 结构光模组，引领3D Sensing 消费市场。
目前，全球3D Sensing 供应链趋于完善，VCSEL 设计厂商Lumentum、II-VI 、Finisar、AMS，VCSEL 外延片供应商IQE、全新光电以及台湾晶圆代工厂稳懋、晶电等均纷纷布局3D Sensing 领域。
据预测，未来几年3D Sensing 市场规模将呈几何式增长，到2020 年3D Sensing 市场规模可达到108.49 亿美元2023 年3D 传感的市场空间达到180 亿美元，2018 年-2023 年复合增速达到44%。
其中，3D Sensing 在智能手机市场上的渗透率不断提高，3D Sensing 渗透率有望从2017 年的2.1%提高至2020 年的28.6%。
一、VCSEL 基本结构与工作原理VCSEL 器件有两种基本结构，一种是顶发射结构：采用MOCVD 技术在n 型GaAs 衬底上生长而成，以DBR 作为激光腔镜，量子阱有源区夹在n-DBR 和p-DBR 之间。
由于量子阱厚度小，单程增益小，因此反射镜的反射率较高，一般全返腔镜反射率>99.9%，输出腔镜反射率通过理论计算设定最佳的耦合输出率（一般也大于99%），然后在衬底和p-DBR 外表面制作金属接触层。
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特点
本产品采用原装进口激光二极管，体积小， 光线清晰， 出光张角大，直线度高。我们可以制作固定焦点同时可以 制作可调粗细的半导体激光器，客户可以根据各种要求调 整焦点。
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原理
激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通 光所不具有的特点：即三好（单色性好、相干性好、方向 性好）一高（亮度高）。利用激光的定向性好和高亮度， 可广泛应用于医疗保健、军事、鉴伪、安防、舞台（红、 绿、蓝）灯光、各种电动工具、测量类、仪器、设备、水 平尺、定位仪、测距仪、测温仪、激光标线仪（投线仪）、 各种板材切割成型机、石材机械、木工机械、金属锯床、 包装机械的对刀、放线、服装类（缝纫机、裁剪机、自动 手动断布机、开袋机、套结机、拉布机、绣花机、印花机、 钉珠机、钉扣机、铆钉机、啤机）、电子工量具、鼠标、 Ｕ盘、摄像机、手机、投影教学翻页笔、激光笔、工艺品、 室内外装饰、手电筒、礼品类、玩具类等产品中。方便快 捷、直观实用、易于安装、稳定可靠。能较大幅度的提高 工作效率。
半导体激光器模组 Semiconductor laser module
主要内容
简单介绍 特 点 原 理 产品参数 选配附件 总 结
介绍
半导体激光器模组产生的红色光线清晰明亮，产品直观 实用体积小巧适用于各种木工锯机加工，能起辅助标线与 定位作用，提高锯木板的精度，大大提高工作效率。配套 的支架和电源，使用简单方便。激光器模组的线条清晰、 小巧、易于安装，使用简单方便。从根本解决了传统的主 要问题如使用寿命较短、光线强度低等。激光模组的管芯 采用日本进口半导体激光二极管，内置电路板经改良，具 有高抗干扰性、高稳定性、抑制浪涌电流及缓启动等特点， 特别适于恶劣的工作环境，能有效保证产品的稳定性和使 用寿命。
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总结
对本司售出的产品一律保证一年保修，三年维修的原则， 在保修期内出现的任何质量问题将给予认真负责的处理。 欢迎用户提供宝贵的改进意见 。
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专用电源（配套专用电源，具有很强的抗干扰性、高稳定 性、抑制浪涌电流及缓启动等特点，特别适于恶劣的工作 环境，能有效保证产品的稳定 性和使用寿命） 工业支架（配套专用支架：具有良好的导热性和灵活性， 使日成的镭射激光产品可安装在任何垂直或水平面，并使 之在三维空间任意360度调整，以达到最佳使用效果西安日 Nhomakorabea科技发展
零二玖捌捌柒贰陆柒柒叁 2014-5-8
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产品参数
输出波长：635nm 650nm 660nm 输出功率：635nm-0.5～30mw， 650nm- 0.5～ 200mw ，660nm-0.5～300mw 工作电压： 2.7~24V DC 工作电流 ：≤450mA 光束发散度：0.1～1.5mrad 光线直径：Φ1mm 光学透镜：光学镀膜玻璃 或塑胶透镜 尺寸：Φ6.5×15mm；Φ8×22mm；Φ10×25mm； Φ10×35mm；Φ12×36mm；Φ14×45mm； Φ16×55mm；Φ22×65mm；Φ22×80mm； Φ26×100mm（可定制） 工作温度 ：－10～75℃ 储存温度 ：－40～85℃ 使用寿命：连续使用大于8000小时