半导体激光器

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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。

半导体激光器快慢轴

半导体激光器快慢轴

半导体激光器快慢轴半导体激光器是一种重要的光电子器件,广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

它具有高效率、小尺寸、低功耗等优点,是现代科技发展中不可或缺的一部分。

其中,快慢轴是半导体激光器中的两个重要方向,对激光器的性能有着关键影响。

快轴和慢轴是指半导体激光器晶体生长过程中的两个不同方向。

快轴方向的晶体生长速度较快,晶格结构更加紧密,导致光在该方向上传播速度较快;而慢轴方向的晶体生长速度较慢,晶格结构较松散,光在该方向上传播速度较慢。

在半导体激光器中,快轴和慢轴的不同传播速度会导致光在两个方向上发生不同程度的发散。

例如,在垂直方向上,光在慢轴方向上会发生较大的发散,而在快轴方向上则发生较小的发散。

这使得半导体激光器在设计和应用中需要考虑快慢轴的影响。

快慢轴的不同传播速度还会对半导体激光器的光束质量产生影响。

在激光器中,光束质量是评价激光器性能的重要指标之一。

快慢轴的差异会导致光束在两个方向上的质量不同,从而影响激光器的功率密度和聚焦能力。

因此,在激光器的设计和制造过程中,需要通过优化快慢轴的结构和参数,来提高光束的质量。

除了对光束质量的影响,快慢轴还会影响半导体激光器的波长稳定性和频率稳定性。

由于快慢轴方向的晶格结构不同,会导致光在两个方向上的谐振腔长度不同,进而影响激光器的输出波长和频率。

因此,在激光器的设计和制造中,需要对快慢轴进行精确控制,以确保激光器的波长和频率稳定。

快慢轴是半导体激光器中的重要方向,对激光器的性能具有关键影响。

通过对快慢轴的优化设计和控制,可以提高半导体激光器的光束质量、波长稳定性和频率稳定性,进而推动光电子技术的发展。

半导体激光器原理及光纤通信中的应用

半导体激光器原理及光纤通信中的应用

半导体激光器原理及光纤通信中的应用
半导体激光器是一种利用半导体材料的电子和空穴复合产生光子的器件。

它是一种高效、小型化、低成本的光源,被广泛应用于光通信、激光打印、医疗、材料加工等领域。

半导体激光器的工作原理是利用半导体材料的PN结,在外加电压的作用下,电子和空穴在PN结的结界面处复合,产生光子。

这些光子被反射回来,形成光的共振,从而形成激光。

半导体激光器的优点是功率密度高、发射波长可调、寿命长、体积小、功耗低等。

在光纤通信中,半导体激光器是一种重要的光源。

它可以将电信号转换为光信号,通过光纤传输到接收端,再将光信号转换为电信号。

半导体激光器的发射波长与光纤的传输窗口相匹配,可以实现高速、长距离的光纤通信。

同时,半导体激光器的小型化和低功耗也使得光纤通信设备更加紧凑和节能。

除了光纤通信,半导体激光器还被广泛应用于激光打印、医疗、材料加工等领域。

在激光打印中,半导体激光器可以实现高速、高分辨率的打印,同时也可以实现彩色打印。

在医疗领域,半导体激光器可以用于激光治疗、激光手术等,具有精准、无创、无痛等优点。

在材料加工领域,半导体激光器可以用于切割、焊接、打孔等,具有高效、精准、无污染等优点。

半导体激光器是一种重要的光源,被广泛应用于光通信、激光打印、
医疗、材料加工等领域。

随着科技的不断发展,半导体激光器的性能和应用也将不断提升和拓展。

半导体激光器驱动电源

半导体激光器驱动电源

半导体激光器驱动电源半导体激光器是一种应用广泛的激光设备,在通信、医疗、材料加工等领域发挥着重要作用。

而激光器的工作需要稳定而高效的驱动电源来提供电能,以保证其正常运行。

本文将介绍半导体激光器驱动电源的基本原理、设计要求和现有的几种常用方案。

一、基本原理半导体激光器需要一个稳定的电流源来进行驱动,以产生稳定的激光输出。

驱动电源的主要任务是提供所需的电流,并确保输出电流的稳定性和精确性。

为了实现这一目标,驱动电源通常采用了反馈控制的方式,通过不断监测和调节输出电流,以使其保持在设定值附近。

二、设计要求在设计半导体激光器驱动电源时,需要考虑以下几个关键要求:1. 稳定性:驱动电源必须能够提供稳定的输出电流,以确保激光器的工作正常。

任何电流的波动都可能导致激光输出功率的变化,甚至影响激光器的寿命。

2. 精确性:激光器的工作需要精确的电流控制,因此驱动电源必须能够输出精确的电流值。

这对于一些要求高精度的应用尤为重要,如光学仪器和精密加工。

3. 效率:激光器工作时产生的热量较大,因此驱动电源的效率也是一个重要考虑因素。

高效的驱动电源可以减少能量的损耗,同时也减少热量的产生,有助于延长激光器的寿命。

4. 保护功能:驱动电源应具备多种保护功能,如短路保护、过热保护、过压保护等,以确保驱动电源本身和激光器的安全运行。

三、常用方案根据不同的需求和应用场景,目前有多种常用的半导体激光器驱动电源方案。

以下将介绍其中的几种:1. 线性稳压电源:线性稳压电源是一种简单且成本较低的方案。

其原理是通过稳压二极管等器件来实现电流的稳定输出。

然而,由于其工作效率较低并且对输入电压波动较为敏感,因此在某些高功率激光器驱动场景下并不适用。

2. 开关电源:开关电源是目前广泛应用于半导体激光器驱动的一种方案。

它采用开关电路来实现高效能的转换,可以提供稳定的输出电流并适应不同的输入电压波动。

开关电源还具备较好的保护功能和反馈控制能力,适用于各种激光器的驱动需求。

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。

半导体激光器芯片工艺流程

半导体激光器芯片工艺流程

半导体激光器芯片工艺流程半导体激光器芯片是一种关键的光电子器件,广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

它的制造过程需要经历多个复杂的工艺步骤,以确保芯片的性能和可靠性。

本文将详细介绍半导体激光器芯片的工艺流程。

首先,半导体激光器芯片的制造始于硅片的生长。

硅片是半导体器件的基板,具有良好的热导性和机械强度。

硅片的生长过程采用气相外延(MOCVD)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)等方法,通过在硅片上沉积多层材料来形成芯片的结构。

接下来,制造过程中的关键步骤是光刻。

光刻技术用于在芯片表面形成图案,以定义激光器的结构和电路。

首先,将光刻胶涂覆在硅片表面,然后使用光刻机将光刻胶曝光在紫外光下。

曝光后,通过化学溶解或物理刻蚀的方式去除未曝光的光刻胶,从而形成所需的图案。

在光刻步骤之后,进行离子注入。

离子注入是一种将离子注入芯片表面的方法,以改变材料的电学性质。

在半导体激光器芯片的制造过程中,离子注入用于形成PN结构和控制电流传输。

通过控制注入的离子种类和能量,可以实现对芯片电学性能的精确调控。

接下来是芯片的腐蚀和薄膜沉积。

腐蚀用于去除芯片表面的杂质和不需要的材料,以保证芯片结构的纯净性。

薄膜沉积则是在芯片表面沉积一层薄膜,以保护芯片结构和提高光学性能。

腐蚀和薄膜沉积通常采用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等技术。

最后,进行芯片的封装和测试。

封装是将芯片连接到封装基座上,并通过金线或焊接等方法与外部电路连接。

封装的目的是保护芯片,提供电气连接和散热功能。

测试是在制造过程的最后阶段对芯片进行性能和可靠性测试,以确保其符合规格要求。

总结起来,半导体激光器芯片的制造过程包括硅片生长、光刻、离子注入、腐蚀和薄膜沉积、封装和测试等多个步骤。

每个步骤都需要精确的控制和高度的技术要求,以确保芯片的性能和可靠性。

随着技术的不断发展,半导体激光器芯片的工艺流程也在不断演进,以满足不断增长的市场需求和应用需求。

半导体激光器发光原理及工作原理

半导体激光器发光原理及工作原理

半导体激光器发光原理及工作原理激光器是一种能够产生高强度、高单色性和高直线度的光束的装置,它在许多领域都有广泛的应用,包括通信、医疗、材料加工等。

半导体激光器是其中一种常见的激光器类型,本文将详细介绍半导体激光器的发光原理及工作原理。

一、半导体激光器的发光原理半导体激光器的发光原理基于半导体材料的特性。

半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料,它的导电性可通过控制材料的掺杂和结构来调节。

半导体激光器通常采用的材料是具有直接能隙的半导体材料,如氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等。

在半导体材料中,激子是一种激发态,由电子和空穴的复合形成。

当一个激子衰变时,它会释放出能量,这个能量以光子的形式发射出来,从而产生光。

半导体激光器的发光原理可以通过以下几个步骤来解释:1. 注入载流子:半导体激光器通过外部电流注入载流子(电子和空穴)到半导体材料中。

这些载流子在半导体材料中移动,形成电流。

2. 电子和空穴的复合:当电子和空穴遇到时,它们会发生复合,释放出能量。

这个能量以光子的形式发出,产生光。

3. 反射和放大:半导体激光器内部有一个光学腔,它由两个反射镜构成。

其中一个镜子是半透明的,允许一部分光子逃逸,形成激光输出。

另一个镜子是高反射镜,将光子反射回腔内,增强光子的能量。

4. 高度相干的光放大:反射和放大的过程不断重复,光子在腔内来回反射,并不断受到放大。

由于光子的相位保持一致,最终形成高度相干的光束,即激光。

二、半导体激光器的工作原理半导体激光器的工作原理可以通过以下几个方面来解释:1. pn结:半导体激光器是由pn结构组成的。

pn结是由n型半导体和p型半导体的结合形成的。

在pn结附近,会形成一个耗尽区,其中没有自由载流子存在。

2. 反向偏置:半导体激光器在工作时通常会进行反向偏置。

即在pn结上施加一个外部电压,使得p区的电势高于n区。

这样,当电流通过激光器时,载流子会从p区向n区移动。

3. 激发态:当载流子通过pn结时,它们会与pn结中的杂质或缺陷发生相互作用,从而激发出激子。

半导体激光器工艺流程

半导体激光器工艺流程

半导体激光器工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. l hope that after you downloadthem,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified afterdownloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!半导体激光器工艺流程概括如下:①晶片生长:采用分子束外延(MBE)或金属有机物气相沉积(MOCVD)等技术,在单晶衬底上生长特定的半导体多层结构,如GaAs、InP等。

②芯片加工:通过光刻、蚀刻等微纳加工技术,在生长的半导体层上形成所需的微结构,如量子阱、波导等,以定义光放大区域。

③电极制作:在芯片两端制备欧姆接触电极,以便注入电流,常用金属化工艺如热蒸发或溅射法沉积金属层。

④芯片划片:将加工好的大片晶圆切割成单独的芯片,通常使用激光划片或金刚石刀具完成。

⑤测试与筛选:对切割后的芯片进行光电特性测试,包括阈值电流、输出功率、波长稳定性等,挑选出符合性能指标的器件。

⑥封装:将合格芯片封装进金属或陶瓷外壳内,确保散热并提供电气接口,有些还需透镜系统以优化光束质量。

⑦老化与可靠性验证:对封装好的激光器进行长时间工作测试,评估其稳定性和寿命。

整个流程要求极高精度和洁净度控制,以保证激光器的性能和可靠性。

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半导体激光器 半导体激光器 半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器,由于物质结构上的差异,产生激光的具体过程比较特殊。常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

半导体激光器的分类 (1)异质结构激光器 (2)条形结构激光器 (3)AIGaAs/GaAs激光器 (4)InGaAsP/InP激光器 (5)可见光激光器 (6)远红外激光器 (7)动态单模激光器 (8)分布反馈激光器 (9)量子阱激光器 (10)表面发射激光器 (11)微腔激光器

半导体激光器

半导体激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管(Laser diode)等,广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔),是目前生产量最大的激光器。 激光二极体的优点是效率高、体积小、重量轻且价格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%,P-N型也达到数%~25%,总而言之能量效率高是其最大特色。另外,它的连续输出波长涵盖了红外线到可见光范围,而光脉冲输出达50W(带宽100ns)等级的产品也已商业化,作为激光雷达或激发光源可说是非常容易使用的激光的例子。

仪器简介 Q-Line纤绿半导体激光器 半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式.电注入式半导体激光器,一般是由GaAS(砷化镓),InAS(砷化铟),Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射.光泵式半导体激光器,一般用N型或P型半导体单晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物质,以其他激光器发出的激光作光泵激励.高能电子束激励式半导体激光器,一般也是用N型或者P型半导体单晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励.在半导体激光器件中,目前性能较好,应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器.

工作原理及特点

半导体激光器工作原理是激励方式,利用半导体物质(即利用电子)在能带间跃迁发光,用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光。 半导体激光器优点是体积小,重量轻,运转可靠,耗电少,效率高等。

封装技术

技术介绍 半导体激光器封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而半导体激光器封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见光的功能,既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于半导体激光器。

发光部分 半导体激光器的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高半导体激光器的内、外部量子效率。常规Φ5mm型半导体激光器封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作用:保护管芯等不受外界侵蚀;采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率相关太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性,绝缘性,机械强度,对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料,封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的,发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到半导体激光器的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。

驱动电流 一般情况下,半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。但是,半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加,目前,很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,需要改进封装结构,全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如,采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,增大金属支架的表面积,焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中,PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。 进入21世纪后,半导体激光器的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新,红、橙半导体激光器光效已达到100Im/W,绿半导体激光器为501m/W,单只半导体激光器的光通量也达到数十Im。半导体激光器芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式,在增加芯片的光输出方面,研发不仅仅限于改变材料内杂质数量,晶格缺陷和位错来提高内部效率,同时,如何改善管芯及封装内部结构,增强半导体激光器内部产生光子出射的几率,提高光效,解决散热,取光和热沉优化设计,改进光学性能,加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。

决定波长的因素

半导体光电器件的工作波长是和制作器件所用的半导体材料的种类相关的。半导体材料中存在着导带和价带,导带上面可以让电子自由运动,而价带下面可以让空穴自由运动,导带和价带之间隔着一条禁带,当电子吸收了光的能量从价带跳跃到导带中去时,就把光的能量变成了电,而带有电能的电子从导带跳回价带,又可以把电的能量变成光,这时材料禁带的宽度就决定了光电器件的工作波长。材料科学的发展使我们能采用能带工程对半导体材料的能带进行各种精巧的裁剪,使之能满足我们的各种需要并为我们做更多的事情,也能使半导体光电器件的工作波长突破材料禁带宽度的限制扩展到更宽的范围。 以上资料由草丛飞提供。

腔长与损耗的关系

激光器的腔体可以有谐振腔和外腔之分。在谐振腔里,激光器的损耗有很多种类,比如偏折损耗,法布里珀罗谐振腔就有较大偏折损耗,而共焦腔的偏折损耗较小,适合于小功率连续输出激光,还比如反转粒子的无辐射跃迁损耗(这类损耗可以归为白噪声)等等之类的,都是腔长长损耗大。激光器阈值电流不过就是能让激光器起振的电流,谐振腔长短的不同可以使得阈值电流有所不同,半导体激光器中,像边发射激光器腔长较长,阈值电流相对较大,而垂直腔面发射激光器腔长极短,阈值电流就非常低了。这些都不是一两句话可以说的清楚的,它们各自的速率方程也都不同,不是一两个式子能解释的。另外谐振腔长度不同也可以达到选模的作用,即输出激光的频率不同。

发展概况

简介 半导体激光器又称激光二极管(LD)。进入八十年代,人们吸收了半导体物理发展的最新成果,采用了量子阱(QW)和应变量子阱(SL-QW)等新颖性结构,引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bragg发射器最新技术,同时还发展了MBE、MOCVD及CBE等晶体生长技术新工艺,使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长,达到原子层厚度的精度,生长出优质量子阱以及应变量子阱材料。于是,制作出的LD,其阈值电流显著下降,转换效率大幅度提高,输出功率成倍增长,使用寿命也明显加长。

A 小功率LD 用于信息技术领域的小功率LD发展极快。例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈(DFB)和动态单模LD、窄线宽可调谐DFB-LD、用于光盘等信息处理技术领域的可见光波长(如波长为670nm、650nm、630nm的红光到蓝绿光)LD、量子阱面发射激光器以及超短脉冲LD等都得到实质性发展。这些器件的发展特征是:单频窄线宽、高速率、可调谐以及短波长化和光电单片集成化等。

B 高功率LD 1983年,波长800nm的单个LD输出功率已超过100mW,到了1989年,0.1mm条宽的LD则达到3.7W的连续输出,而1cm线阵LD已达到76W输出,转换效率达39%。1992年,美国人又把指标提高到一个新水平:1cm线阵LD连续波输出功率达121W,转换效率为45%。现在,输出功率为120W、1500W、3kW等诸多高功率LD均已面世。高效率、高功率LD及其列阵的迅速发展也为全固化激光器,亦即半导体激光泵浦(LDP)的固体激光器的迅猛发展提供了强有力的条件。 近年来,为适应EDFA和EDFL等需要,波长980nm的大功率LD也有很大发展。最近配合光纤Bragg光栅作选频滤波,大幅度改善其输出稳定性,泵浦效率也得到有效提高。

特点及应用范围 半导体二极管激光器是实用中最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。

发展过程

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