永兴感知技术论坛

 找回密码
 立即注册
搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 7076|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

半导体激光器原理

[复制链接]

1785

主题

1791

帖子

214748万

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
2147485480
跳转到指定楼层
楼主
发表于 2018-9-12 17:25:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
光电子学的飞速发展主要是建立在量子力学和材料科学的发展上的,其中尤其瞩目的就是光电子半导体的发展。LED,LD这些神气的电子器件便是这一发展的结果,尤其是近期有机光电材料的发展,更加是极大的推动着光电材料的进步。
首先半导体为什么会发光?
当电子从上面导带跳下来进入价带的时候,损失了一定的能量,这些能量就变成了光子发射出来,通俗的说就是发光了。
半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的PN结或PIN结为工作物质的一种小型化激光器.半导体激光工作物质有几十种,目前已制成激光器的半导体材料有砷化稼(GaAs)、砷化锢(InAs)、氮化镓(GaN)、锑化锢(InSb)、硫化锅(cds)、蹄化福(CdTe)、硒化铅(PbSe)、啼化铅(PhTe)、铝稼砷(A1xGa,-,As)、锢磷砷(In-PxAS)等.
半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注人式、光泵式和高能电子束激励式.绝大多数半导体激光器的激励方式是电注人,即给Pn结加正向电压,以使在结平面区域产生受激发射,也就是说是个正向偏置的二极管,因此半导体激光器又称为半导体激光二极管.对半导体来说,由于电子是在各能带之间进行跃迁,而不是在分立的能级之间跃迁,所以跃迁能量不是个确定值,这使得半导体激光器的输出波长展布在一个很宽的范围上.它们所发出的波长在0.3-34um之间.其波长范围决定于所用材料的能带间隙,最常见的是AlGaA:双异质结激光器,其输出波长为750-890nm.世界上第一只半导体激光器是1962年问世的,经过几十年来的研究,半导体激光器得到了惊人的发展,它的波长从红外、红光到蓝绿光,被盖范围逐渐扩大,各项性能参数也有了很大的提高,其制作技术经历了由扩散法到液相外延法(LPE),气相外延法(VPE),分子束外延法(MBE),MOCVD方法(金属有机化合物汽相淀积),化学束外延(CBE)以及它们的各种结合型等多种工艺.其激射闭值电流由几百mA降到几十mA,直到亚mA,其寿命由几百到几万小时,乃至百万小时从最初的低温(77K)下运转发展到在常温下连续工作,输出功率由几毫瓦提高到千瓦级(阵列器件)它具有效率高、体积小、重量轻、结构简单、能将电能直接转换为激光能、功率转换效率高(已达10%以上、最大可达50%).便于直接调制、省电等优点,因此应用领域日益扩大.目前,固定波长半导体激光器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域过去常用的其他激光器,已逐渐为半导体激光器所取代.
半导体激光器最大的缺点是:激光性能受温度影响大,光束的发散角较大(一般在几度到20度之间),所以在方向性、单色性和相干性等方面较差.但随着科学技术的迅速发展,半导体激光器的研究正向纵深方向推进,半导体激光器的性能在不断地提高.目前半导体激光器的功率可以达到很高的水平,而且光束质量也有了很大的提高.以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21世纪的信息社会中将取得更大的进展,发挥更大的作用。
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|永兴感知技术论坛 ( 京ICP备11042020号-1 )

GMT+8, 2024-11-1 09:27 , Processed in 0.038949 second(s), 12 queries , File On.

Powered by Discuz! X3.3

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表