实验一-半导体激光器系列实验

合集下载

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告摘要:本文旨在通过对半导体激光器的实验研究,探索其基本原理、结构和性能,并分析实验结果。

通过实验,我们了解了激光器的工作原理、调制和控制技术以及其应用领域。

在实验过程中,我们测量了激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等参数,并对实验结果进行了分析和讨论。

1.引言半导体激光器是一种利用半导体材料作为活性介质来产生激光的器件。

由于其小尺寸、高效率和低成本等优点,半导体激光器被广泛应用于通信、光存储、医学和科学研究等领域。

本实验旨在研究不同结构和参数的半导体激光器的性能差异,并通过实验数据验证理论模型。

2.实验原理2.1 半导体激光器的基本结构半导体激光器由活性层、波导结构和光学耦合结构组成。

活性层是激光器的关键部分,其中通过注入电流来激发电子和空穴复合形成激光。

波导结构用于限制光的传播方向,并提供反射面以形成光腔。

光学耦合结构用于引导激光光束从激光器中输出。

2.2 半导体激光器的工作原理半导体激光器利用注入电流激发活性层中的电子和空穴,使其发生复合并产生激光。

通过适当选择材料和结构参数,使波导结构中的光在垂直方向形成反射,从而形成光腔。

当光经过活性层时,激发的电子和空穴产生辐射跃迁,并在激光器中形成激光。

随着光的多次反射和放大,激光逐渐增强,最终从光学耦合结构中输出。

3.实验步骤3.1 实验器材本实验使用的主要器材有半导体激光器装置、电源、光功率计、多道光谱仪等。

3.2 实验过程首先,将半导体激光器装置与电源连接,并通过电源控制激光器的注入电流。

然后,使用光功率计测量激光器的输出功率,并记录相关数据。

接下来,使用多道光谱仪测量激光器的光谱特性,并记录各个波长的输出光功率。

最后,调节激光器的注入电流,并测量波长调制特性。

完成实验后,对实验数据进行分析和讨论。

4.实验结果与分析通过实验测量,我们得到了半导体激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等数据,并对其进行了分析。

实验结果显示,随着注入电流的增加,激光器的输出功率呈现出递增趋势,但当电流达到一定值后,增长速度逐渐减慢。

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告半导体激光器实验报告引言:半导体激光器是一种重要的光电子器件,具有广泛的应用领域,如通信、医疗、工业等。

本实验旨在通过搭建实验装置,研究半导体激光器的工作原理和性能特点,并探索其在光通信领域的应用。

实验一:激光器的工作原理激光器的工作原理是基于光放大和光反馈的原理。

在实验中,我们使用一台半导体激光器,通过电流注入激发半导体材料,产生光子。

这些光子在激光腔中来回反射,不断受到增益介质的放大,最终形成激光束。

实验装置中的关键组件包括半导体激光器、激光腔、准直器和光探测器。

半导体激光器通过电流注入,激发载流子跃迁,产生光子。

光子在激光腔中来回反射,经过准直器调整光束的方向,最后被光探测器接收。

实验二:激光器的性能特点在实验中,我们测试了激光器的输出功率、波长和光谱宽度等性能指标。

通过改变注入电流和温度等参数,我们研究了激光器的输出特性。

首先,我们测试了激光器的输出功率。

通过改变注入电流,我们观察到激光器输出功率随电流增加而增加的趋势。

然而,当电流达到一定值后,激光器的输出功率不再增加,甚至出现下降。

这是由于激光器的光子数饱和效应和损耗机制导致的。

其次,我们测量了激光器的波长。

通过调节激光腔的长度,我们观察到激光器的波长随腔长的变化而变化。

这是由于激光腔的谐振条件决定了激光器的输出波长。

最后,我们研究了激光器的光谱宽度。

通过光谱仪测量激光器的光谱分布,我们发现激光器的光谱宽度与注入电流和温度有关。

随着注入电流的增加和温度的降低,激光器的光谱宽度变窄,光纤通信系统中要求的窄光谱宽度可以通过适当的调节实现。

实验三:半导体激光器在光通信中的应用半导体激光器在光通信领域有着重要的应用。

我们通过实验研究了激光器在光纤通信中的应用。

首先,我们将激光器的输出光束通过光纤传输。

通过调节激光器的输出功率和波长,我们实现了光纤通信中的光信号传输。

通过光探测器接收光信号,并通过示波器观察到了传输过程中的光信号波形。

半导体激光器实验

半导体激光器实验

课题半导体激光器实验1.了解半导体激光器的基本工作原理,掌握其使用方法;教学目的 2.掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节;3.学会测量半导体激光器的输出特性和光谱特性。

重难点 1.激光器与光具组的共轴调节;2.输出特性的测量方法。

教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。

学时 3个学时一、前言光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础,引起世界各国的极大关注。

其中半导体激光器的生产和应用发展特别迅猛,它已经成功地用于光通讯和光学唱片系统;还可以作为红外高分辨率光谱仪光源,用于大气测污和同位素分离等;同时半导体激光器可以成为雷达,测距,全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。

半导体激光器,调频器,放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通讯,光计算机的发展。

二、实验原理1.半导体激光器的工作原理激光器一般包括三个部分。

(1 )激光工作介质激光的产生必须选择合适的工作介质,可以是气体、液体、固体或半导体。

在这种介质中可以实现粒子数反转,以制造获得激光的必要条件。

显然亚稳态能级的存在,对实现粒子数反转是非常有利的。

现有工作介质近千种,可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外,非常广泛。

(2)激励源为了使工作介质中出现粒子数反转,必须用一定的方法去激励原子体系,使处于上能级的粒子数增加。

一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子,称为电激励;也可用脉冲光源来照射工作介质,称为光激励;还有热激励、化学激励等。

各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。

为了不断得到激光输出,必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。

(3) 谐振腔有了合适的工作物质和激励源后,可实现粒子数反转,但这样产生的受激辐射强度很弱,无法实际应用。

于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔,实际是在激光器两端,面对面装上两块反射率很高的镜。

一块几乎全反射,一块大部分反射、少量透射出去,以使激光可透过这块镜子而射出。

半导体激光器特性测量实验报告

半导体激光器特性测量实验报告

半导体激光器特性测量一、实验目的:1.通过本实验学习半导体激光器原理。

2.测量半导体激光器的几个主要特性。

3.掌握半导体激光器性能的测试方法。

二、实验仪器:半导体激光器装置、WGD-6型光学多道分析器、电脑等。

三、实验原理:WGD-6 型光学多道分析器,由光栅单色仪,CCD 接收单元,扫描系统,电子放大器,A/D 采集单元,计算机组成。

该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。

光学系统采用C-T 型,如图M1 反射镜、M2 准光镜、M3 物镜、M4 转镜、G 平面衍射光栅、S1 入射狭缝、S2 光电倍增管接收、S3 CCD 接收。

入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝,宽度范围0-2mm 连续可调,光源发出的光束进入入射狭缝S1、S1 位于反射式准光镜M2 的焦面上,通过S1 射入的光束经M2 反射成平行光束投向平面光栅G 上,衍射后的平行光束经物镜 M3 成像在S2 上。

四、实验内容及数据分析1.半导体激光器输出特性的测量:a)将各仪器按照要求连接好;b)打开直流稳压电源,打开光多用仪;c) 将激光器的偏置电流输入插头接于稳压电源的电流输出端;d) 将激光器与光多用仪的输入端相连并使探头正好对激光器输出端,打开光多用仪; e) 缓慢增加激光器输入电流(0mA~36mA ),注意电流不要超过LD的最大限定电流(实验中不超过38mA )。

从功率计观察输出大小随电流变化的情况; f) 记录数据; g) 绘图绘成曲线。

实验数据及结果分析: I (mA ) 1.02.03.04.05.06.07.0 8.09.010.011.0 12.0 P (uW) 0.40 0.80 1.25 1.75 2.25 2.85 3.54.255.05 5.956.98.0I (mA ) 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 P (uW) 9.310.7512.4514.5517.8522.941.0311.5753.51179.51594.51845.0根据以上实验数据绘制I —P 曲线:半导体激光器输出特性2004006008001000120014001600180020000510152025I(mA)P(uW)实验结果分析:通过半导体激光器的控制电源改变它的工作电流I ,测量对应的发光功率P ,以P 为纵轴,I 为横轴作图,描成曲线。

半导体激光器_实验报告

半导体激光器_实验报告

半导体激光器_实验报告【标题】半导体激光器实验报告【摘要】本实验主要通过实际操作和测量,研究半导体激光器的工作原理和性能特点。

通过改变电流和温度等参数,观察激光器的输出功率和波长、发散角度等特性的变化,并分析其与激光器内部结构和材料特性之间的关系。

【引言】半导体激光器具有体积小、功耗低、效率高等优点,在光通信、激光加工、医疗等领域有广泛应用。

了解半导体激光器的工作原理和特性对于深入理解其应用具有重要意义。

【实验内容】1. 实验器材与仪器准备:准备半导体激光器、电源、温度控制器、功率测量仪等实验设备。

2. 实验步骤:a. 连接电源和温度控制器,调节温度至设定值。

b. 调节电流,记录相应的激光器输出功率。

c. 测量激光器的输出波长和发散角度。

d. 分析激光器输出功率、波长和发散角度等特性随电流和温度变化的规律。

【实验结果】1. 实验数据记录:记录不同电流和温度下的激光器输出功率、波长和发散角度数据。

2. 实验结果分析:a. 输出功率与电流和温度的关系。

b. 输出波长与电流和温度的关系。

c. 发散角度与电流和温度的关系。

【讨论】根据实验结果,结合半导体激光器的内部结构和材料特性,讨论激光器输出功率、波长和发散角度等特性与电流和温度的关系。

分析激光器的工作原理和性能特点,并讨论其在实际应用中的优缺点。

【结论】通过实验,我们深入了解了半导体激光器的工作原理和性能特点。

通过调节电流和温度等参数,可以控制激光器的输出功率、波长和发散角度等特性。

半导体激光器具有体积小、功耗低、效率高等优点,但也存在一些限制,如温度敏感性较强。

最后,我们对半导体激光器的应用前景进行了展望。

实验报告——精选推荐

实验报告——精选推荐

实验一阿贝成像原理与空间滤波光学信息处理是在上个世纪中叶发展起来的一门新兴学科,1873年阿贝首次提出了二次衍射成像理论,创建了空间频谱、空间频率概念,利用空间滤波手段对光学图像进行处理,从而奠定了光信息处理的理论基础。

实验目的1.了解阿贝成像原理,并进行实验验证。

2.加深对空间频谱和空间滤波概念的理解。

3.利用空间滤波技术消除图像噪声。

4.了解透镜的傅里叶变换作用。

5.掌握光学信息处理基本光学系统的搭建及调节方法。

实验仪器半导体激光器(带二维调节架)光具座导轨(1000mm)滑块傅里叶透镜(φ80,f 190)准直透镜(φ55,f 50)扩束镜(带二维调节架)放大镜干板架,正交光栅2枚(空间频率分别为25 lp/mm和100 lp/mm )“光”字屏(内含振幅型正交光栅)、滤波器组件(含狭缝和孔径不同的两个小孔光阑,安装于精密二维调节架上)毛玻璃屏白屏小孔屏手电筒。

实验原理一、阿贝成像理论阿贝成像理论提出了一个与几何光学传统成像理论完全不同的概念,认为相干照明下透镜成像过程可分作两步:首先,物光波经透镜,在透镜后焦面上形成频谱,该频谱称为第一次衍射像;然后频谱成为新的次波源,由它发出的次波在像平面上干涉而形成物体的像,该像称为第二次衍射像。

上述理论即为“阿贝成像理论”。

根据这一理论,像的结构完全依赖于频谱的结构。

图2-1-1是上述成像过程的示意图。

设单色相干平面波照射复振幅为的物平面,由傅里叶光学可知,经透镜L的傅里叶变换,在其后焦面(频谱平面)上可得到物的频谱,其数学表述为:(2-1-1)式中f x,f y为空间频率。

透镜L则称为傅里叶变换透镜。

由频谱面到像平面,光波完成了一次夫朗和费衍射过程,相当于频谱又经过一次傅里叶变换,在像平面上综合成物体的像。

(2-1-2)由式(2-1-1)、(2-1-2)可见,物面与像面的复振幅之比是一个常数,所以像与物几何相似。

二、阿贝—波特实验为了验证阿贝成像理论,阿贝本人于1873年、波特于1906年分别做了验证实验,这就是著名的阿贝—波特实验。

半导体激光器-发散角(1)

半导体激光器-发散角(1)

r22
T
r11
A C
B D
r11
r是光线离开光轴的垂直 距离;
是光线传播方向与光轴 的夹角。
r22
T
r11
A C
B D
r11
1)光束在均匀介质的传播,传播距离l , 其透射矩阵为:
T 10 1l
假定一条光线在输出面的位置(r0 ,0 );
离输出面g的地方放一薄透镜F,薄透镜的焦距f ,
传输到透镜的后焦平面时为(rf , f ),则
或者是空间几何位置上的光强(或者光功率)的分布,也称为远场分布
纵模表示是一种频谱,它反映所发射的激光其功率
在不同频率分量上的分布。
两者都可能是单模或者出现多个模式(多模)。 边发射半导体激光器具有非圆对称的波导结构,而且在垂直于结平面方向(称横向) 和平行于结平面方向(称侧向)有不同的波导结构和光场限制。
2)焦距为f的薄透镜的透射矩阵为:
T
1 1/
f
10
rff
1 0
f 1
1 1/
f
10
1 0
பைடு நூலகம்
g 1
r00
r0 f
f0
(1
g f
)0
由于半导体激光器快轴方向发散角非常大,不能用上述方法测量,用单点 扫描法。
快轴是单横模输出,其光强基本上按正弦(余弦)函数形式分布。
实验内容与步骤
1.半导体激光器的发散角测定
实验目的:
1、掌握半导体激光器远场发散角的测量方法。 2、掌握半导体激光器偏振特性的测量方法。
实验原理
1、空间模和纵模
X方向(快轴),它与结平面方 向垂直,又称为横向,发散角较大;

实验1NdYAG固体激光器实验

实验1NdYAG固体激光器实验

hv21(a) 2 1 (b) 2 E 1(c) 图1、光与物质作用的吸收过程Nd :YAG 固体激光器实验一、 实验内容与器件1、了解半导体激光器的工作原理和光电特性2、掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法二、 实验原理概述1. 激光产生原理光与物质的相互作用可以归结为光与原子的相互作用,有三种过程:吸收、自发辐射和受激辐射。

如果一个原子,开始处于基态,在没有外来光子,它将保持不变,如果一个能量为hv 21的光子接近,则它吸收这个光子,处于激发态E 2。

在此过程中不是所有的光子都能被原子吸收,只有当光子的能量正好等于原子的能级间隔E 1-E 2时才能被吸收。

激发态寿命很短,在不受外界影响时,它们会自发地返回到基态,并放出光子。

自发辐射过程与外界作用无关,由于各个原子的辐射都是自发的、独立进行的,因而不同原子发出来的光子的发射方向和初相位是不相同的。

处于激发态的原子,在外的光子的影响下,会从高能态向低能态跃迁,并两个状态间的能量差以辐射光子的形式发射出去。

只有外来光子的能量正好为激发态与基态的能级差时,才能引起受激辐射,且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。

激光的产生主要依赖受激辐射过程。

激光器主要有:工作物质、谐振腔、泵浦源组成。

工作物质主要提供粒子数反转。

hv 21 2 E 1(a) E 2E 1(b)hv 21 hv 21图2、光与物质作用的受激辐射过程泵浦过程使粒子从基态E 1抽运到激发态E 3,E 3上的粒子通过无辐射跃迁(该过程粒子从高能级跃迁到低能级时能量转变为热能或晶格振动能,但不辐射光子),迅速转移到亚稳态E 2。

E 2是一个寿命较长的能级,这样处于E 2上的粒子不断积累,E 1上的粒子 又由于抽运过程而减少,从而实现E 2与E 1能级间的粒子数反转。

激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。

处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态,自发辐射产生的光子各个方向都有,偏离轴向的光子很快逸出腔外,只有沿轴向的光子,部分通过输出镜输出,部分被反射回工作物质,在两个反射镜间往返多次被放大,形成受激辐射的光放大即产生激光。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验一-半导体激光器系列实验
实验一半导体激光器系列
实验
一、实验设备介绍
2.配套仪器的使用
WGD-6光学多道分析器的使用参考WGD-6光学多道分析器的使用说明书。

3.激光器概述
光电子器件和技术是当今和未来高技术的基础,引起世界各国的极大关注。

其中半导体激光器的生产和应用发展特别迅猛,它已经成功地用于光通讯和光学唱片系统;还可以作为红外高分辨率光谱仪光源,用于大气测污和同位素分离等;同时半导体激光器可以成为雷达,测距,全息照相和再现、射击模拟器、红外夜视仪、报警器等的光源。

半导体激光器,调频器,放大器集成在一起的集成光路将进一步促进光通
- 1 -
讯,光计算机的发展。

激光器一般包括三个部分:
(1)激光工作介质
激光的产生必须选择合适的工作介质,可以是气体、液体、固体或半导体。

在这种介质中可以实现粒子数反转,以制造获得激光的必要条件。

显然亚稳态能级的存在,对实现粒子数反转是非常有利的。

现有工作介质近千种,可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外,非常广泛。

(2)激励源
为了使工作介质中出现粒子数反转,必须用一定的方法去激励原子体系,使处于上能级的粒子数增加。

一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子,称为电激励;也可用脉冲光源来照射工作介质,称为光激励;还有热激励、化学激励等。

各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。

为了不断得到激光输出,必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。

(3)谐振腔
有了合适的工作物质和激励源后,可实现粒子数反转,但这样产生的受激辐射强度很弱,无法实际应用。

于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔,实际是在激光器两端,面对面装上两块反射率很高的镜。

一块几乎全反射,一块大部分反射、
- 2 -
少量透射出去,以使激光可透过这块镜子而射出。

被反射回到工作介质的光,继续诱发新的受激辐射,光被放大。

因此,光在谐振腔中来回振荡,造成连锁反应,雪崩似的获得放大,产生强烈的激光,从部分反射镜子一端输出。

4.半导体激光器使用注意事项
(1)半导体激光器不能承受电流或电压的突变。

若使用不当容易损坏。

当电路接通时,半导体激光器的注入电流必须缓慢地上升,不要超过65mA,以防半导体激光器损坏。

使用完毕,必须将半导体激光器的注入电流降回零。

(2)静电感应对半导体激光器也有影响。

如果需要用手触摸半导体激光器外壳或电极时,手必须事先触摸金属一下。

二、实验目的
(1)通过实验熟悉半导体激光器的光学特性;
(2)掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节;
(3)根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。

三、实验原理
1.半导体激光器的基本结构
- 3 -
- 4 -
图1 半导体激光器的结构
半导体激光器大多数用的是GaAs 或Ga1-xAlxAs 材料,p-n 结激光器的基本结构如图1所示。

p-n 结通常在n 型衬底上生长p 型层而形成。

在p 区和n 区都要制作欧姆接触,使激励电流能够通过,这电流使结区附近的有源区内产生粒子数反转,还需要制成两个平行的端面起镜面作用,为形成激光模提供必须的光反馈。

图1
中的器件是分立的激光器结构,它可以与光纤传输线
连接,如果设计成更完整的多层结构,可以提供更复杂的光反馈,更适合单片集成光路。

2.半导体激光器的阈值条件
当半导体激光器加正向偏置并导通时,器件不会立即出现激光振荡。

小电流时发射光大都来自自发辐射,光谱线宽在数百A 数量级。

随着激励电流的增大,结区大量粒子数反转,发射更多的光子。

当电流超过阈值时,会出现从非受激发射到受激发射的突变。


- 5 -
际上能够观察到超过阈值电流时激光的突然发生,只要观察在光功率对激励电流曲线上斜率的急速突变,如图2所示;这是由于激光作用过程的本身具有较高量子效率的缘故。

从定量分析,激光的阈值对应于:由受激发射所增加的激光模光子数(每秒)正好等于由散射、吸收激光器的发射所损耗的光子数(每秒)。

据此,可将阈值电流作为各种材料和结构参数的函数导出一个表达式:
220
811[1()]2th Q en D
J a n R
πγηλ∆=+ (1)
图2 激励电流
这里,
Q η是内量子效率,O λ是发射光的真空波长,n 是折射率,γ∆是自发辐射线宽,e 是电子电荷,D 是光发射层的厚度,α是行波的损耗系数,L 是腔长,R 为功率反射系数。

3.横膜和偏振态
半导体激光器的共振腔具有介质波导的结构,所
以在共振腔中传播光以模的形式存在。

每个模都由固有的传播常数
β和横向电场分布,这些模就构成了半
m
导体激光器中的横模。

横膜经端面出射后形成辐射场。

辐射场的角分布沿平行于结面方向和垂直于结面方向分别成为侧横场和正横场。

辐射场的角分布和共振腔的几何尺寸密切相关,共振腔横向尺寸越小,辐射场发射角越大。

由于共振腔平行于结平面方向的宽度大于垂直于结平面方向的厚度。

所以侧横场小于正横场发散角,如图3所示;侧
θλ≈,d表示共振腔宽横场发散角可近似表示为:/d
μ左右,和波长同量级,度。

共振腔厚度通常只有1m
所以正横场发射角较大,一般为30°~40°。

辐射场的发散角还和共振腔长度成反比,而半导体激光器共振腔一般只有几百微米,所以其远场发射角远远大于气体激光器和晶体激光器的远场发射角。

图3 半导体激光器的发散角半导体激光器共振腔面一般是晶体的解理面,对常用的GaAs异质结激光器,GaAs晶面对TE模的反射率大
- 6 -
- 7 -
于对TM 模的反射率。

因而TE 模需要的阈值增益低,TE 模首先产生受激发射,反过来又抑制了TM 模;另一方面形成半导体激光器共振腔的波导层一般都很薄,这一层越薄对偏振方向垂直于波导层的TM 模吸收越大。

这就使得TE 模增益大,更容易产生受激发射。

因此半导体激光器输出的激光偏振度很高。

偏振度计算公式
//90%//I I P I I ⊥⊥
-=>+ (2) 4.纵模特性
激光二极管端面部分反射的光反馈导致建立单个或多个纵光学模。

由于它类似于法布里——珀罗干涉仪的平行镜面,激光器的端面也常称为法布里——珀罗面。

当平行面之间为半波长的整数倍时,在激光器内形成驻波。

模数m 可由波长的数值得出。

2O Ln
m λ= (3)
式中, L 是两端面之间的距离,n 是激光器材料的折射率,O λ是发射在真空中的波长,模的间隔由/O dm d λ确定:
20000
22dm Ln L dn d d λλλλ=-+ (4)
- 8 - 对应1dm =-,模的间隔0d λ为
22(/)
O O O O d L n dn d λλλλ=- (5) 半导体激光器典型的光谱如图4所示;通常同时存在几个纵模,其波长接近自发辐射峰值波长。

GaAS 激光器的纵模间隔的典型值为3o O d A λ≈。

为了实现单模工作,必须改进激光器的结构,抑制主模以外的所有其他模。

图4 半导体激光器的光谱
五、实验步骤和内容
实验中所使用的半导体激光器是可见光半导体激光器,最大功率为3mw, 中心波长为650nm 左右。

1.半导体激光器的输出特性
实验光路如图5所示;用观察半导体激光器LD 电源
电流表(mA)的注入电流,调节半导体激光器的准直透镜把光耦合进光功率指示仪的接受器,用光功率指示仪读出半导体激光的输出功率。

把半导体激光器注入电流I从零逐渐增加到40mA,观察半导体激光器输出功率P的变化,重复2次,将试验数据列表,并做出P—I曲线,P为平均功率。

图5 P-I曲线测量
2.半导体激光器的发散角测定
测定半导体激光发散角的试验装置如图6所示;半导体激光器置于旋转台中心,去掉准直透镜,使半导体激光器的光发散,并平行与旋转台面。

光功率指示仪探头与半导体激光器LD的距离为L,当旋转台处于不同角度时,记下光功率指示仪所测到的输出值,做出在不同的注入半导体激光器电流时,其输出值随角度变化的曲线。

将半导体激光器旋转90°再测量侧横场发散角。

图6 发散角测量
3.半导体激光器的偏振度测量
测量半导体激光器的偏振度的装置如图7所示,偏振器是带有角度读数的旋转偏振片,读出偏振片处于不同角度时,对应的半导体激光器的输出值,将实验值列表,并计算出其偏振度。

图7 偏振度测量
4.半导体激光器的光谱特性测试
图8所示的是测量半导体激光器的光谱特性的光路装置。

半导体激光器LD(650nm,<5mW)的光信号通过透镜L(f=15,φ=14)耦合进WGD-6光学多道
分析器的输入狭缝,让光学多道分析器与计算机相连,从光栅单色仪输出的光信号通过CCD接收放大输出到计算机,通过控制软件的设置就绘出半导体激光器的谱线。

图8 光谱特性测量。

相关文档
最新文档