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半導體激光器現狀及工作原理
http://www.vanessaamalia.com 2020-05-28 14:46:07 光電2020
電工電氣網】訊
  近年來,中國激光產業獲得了飛速的發展。半導體激光器又稱激光二極管,采用半導體材料作為工作物質而受激發射光子的一類激光器。
  半導體激光器應用日趨廣泛
  早在20世紀80年代的時候,半導體激光器還只是應用在光存儲和一些小眾應用。當時,光存儲是半導體激光器行業的第一個大型應用。隨著半導體激光器技術不斷創新,推動了注入數字多功能光盤(DVD)和藍光光盤(BD)等光存儲技術的發展。到20世紀80年代,光網絡成為了半導體激光器的主戰場。再后來,半導體激光器又成為通信網絡的關鍵加工制造設備。
  由于半導體激光器具有制造簡單、易量產、成本低、波長覆蓋范圍廣、體積小、壽命長、能耗低、電光轉換效率高等優點,在CD激光唱片機、光纖通信、光存儲器、激光打印機等獲得廣泛應用,逐漸覆蓋了各個光電子學領域的實用市場。隨著半導體激光器輸出功率逐步提高及輸出特性不斷改善,其在工業加工領域也逐步開始發揮作用。除了直接參與工業加工外,半導體激光器更多應用于光纖激光器和固體激光器的泵浦源,與工業激光市場共同發展,并隨著光纖激光器的爆發而迎來新的增長點。
  半導體的工作原理
  半導體激光器通過一定的激勵方式,在半導體物質的能帶(導帶與價帶)之間,或者半導體物質的能帶與雜質(受主或施主)能級之間,實現非平衡載流子的粒子數反轉,當處于粒子數反轉狀態的大量電子與空穴復合時便產生受激發射作用。
  半導體激光器的激勵方式主要有三種:
  1、電注入式;
  電注入式半導體激光器一般是由GaAS(砷化鎵)、InAS(砷化銦)、Insb(銻化銦)等材料制成的半導體面結型二極管,沿正向偏壓注入電流進行激勵,在結平面區域產生受激發射。
  2、電子束激勵式;
  電子束激勵式半導體激光器一般用N型或者P型半導體單晶(PbS、CdS、ZhO等)作為工作物質,通過由外部注入高能電子束進行激勵。
  3、光泵浦激勵式;
  光泵浦激勵式半導體激光器一般用N型或P型半導體單晶(GaAS、InAs、InSb等)作為工作物質,以其它激光器發出的激光作光泵激勵。
  隨著性能和成本的提高,半導體激光器在各種工藝中越愛越多地取代了傳統的氣體激光器,成為廣泛應用中普遍使用的工具。
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