一、半導體激光器的優點和缺點
自1962年世(shi)界上(shang)第一臺半導(dao)體激(ji)光(guang)器發明問世(shi)以來,半導(dao)體激(ji)光(guang)器發生了(le)巨(ju)大(da)的變(bian)化,極大(da)地(di)推動了(le)其他(ta)科學(xue)技術的發展,被認為是二十世(shi)紀人類最偉大(da)的發明之一。一起來了(le)解(jie)了(le)解(jie)目前市場(chang)中半導(dao)體激(ji)光(guang)器的優點和缺點吧!
1、半導體激光器的優點:
(1)體(ti)積(ji)小(xiao)、重(zhong)量輕:幾乎所(suo)有的(de)半導體(ti)激光(guang)器(qi)其(qi)器(qi)件本身體(ti)積(ji)大小(xiao)都在lmm3以下,非(fei)常(chang)小(xiao)。即使包括必要(yao)的(de)散(san)熱片和電源裝置也能(neng)夠成為(wei)尺度非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)小(xiao)型系統。
(2)可注入激(ji)勵:僅用幾伏的電壓注入毫(hao)安級的電流就能夠驅動。除電源裝置以外不需要其它的激(ji)勵設備和部件(jian)。電功率(lv)直接變換成光(guang)功率(lv),能量效率(lv)高。
(3)室(shi)(shi)溫(wen)下可連續振蕩:在室(shi)(shi)溫(wen)附近的(de)溫(wen)度范圍內大多數半導體激光器能夠連續振蕩。
(4)波(bo)長范圍寬:適當的(de)選(xuan)擇材(cai)料和合(he)金(jin)比(bi),在紅外和可見光很寬的(de)波(bo)長范圍內能夠(gou)實現任意波(bo)長的(de)激(ji)光器。
(5)可直接調(diao)制(zhi):把信號重疊在(zai)驅動電(dian)流上(shang),在(zai)直流到G赫茲范圍內,可以調(diao)制(zhi)振蕩強度、頻(pin)率和相(xiang)位。
(6)相干(gan)性(xing)高:用單橫模(mo)的(de)(de)激光器可(ke)以得(de)到空(kong)間上(shang)相干(gan)性(xing)高的(de)(de)輸出光。在分布反饋型(xing)(DFB)和分布布拉格反射型(xing)(DBR)激光器中能夠得(de)到穩(wen)定的(de)(de)單縱模(mo)激射,得(de)到時間上(shang)的(de)(de)高相干(gan)性(xing)。
(7)能夠產(chan)生(sheng)超短(duan)脈沖(chong):采用(yong)增益開關和鎖(suo)模等(deng)方法,以簡單的(de)系(xi)統結構能夠獲得從(cong)納秒到皮秒的(de)超短(duan)脈沖(chong)。
(8)可(ke)批量生(sheng)產(chan):由于(yu)是小型、層狀(zhuang)結構,可(ke)以(yi)用光(guang)刻和平(ping)面工藝技術制(zhi)作,適宜于(yu)大量生(sheng)產(chan)。
(9)可靠(kao)性高:由(you)于是單片(pian)狀(zhuang),所以具(ju)有牢固(gu)的(de)機械結構(gou)。
(10)可單(dan)片集成化:能夠(gou)把(ba)同(tong)種(zhong)半(ban)導體激(ji)光器集成在同(tong)一襯底上。
2、半導體激光器的缺點:
(1)溫度(du)(du)特性差:半(ban)導體激(ji)光(guang)器工作(zuo)特性與溫度(du)(du)有(you)顯著的關系,環境溫度(du)(du)變(bian)化(hua)可以引起激(ji)射頻率、閾值電流、輸(shu)出(chu)光(guang)功(gong)率等變(bian)化(hua)。
(2)容易產生噪(zao)聲(sheng):因為是利用高濃度(du)的(de)(de)載(zai)流(liu)子,所(suo)(suo)以(yi)載(zai)流(liu)子的(de)(de)起伏會影響(xiang)有源區的(de)(de)折射率(lv);諧振器的(de)(de)長(chang)度(du)短,還(huan)采(cai)用了低(di)反射率(lv)的(de)(de)端面鏡子。所(suo)(suo)以(yi)激光振蕩容易受到外部回光的(de)(de)影響(xiang)。
(3)輸出(chu)光(guang)(guang)發散:輸出(chu)光(guang)(guang)由端面以(yi)放射(she)形式(shi)發出(chu)成為發散光(guang)(guang)。要獲得平行光(guang)(guang)束必須要有外部透鏡(jing)。
二、半導體激光器有哪些應用
半導體激光(guang)器(qi)(qi)是一(yi)種應(ying)用廣泛(fan)的器(qi)(qi)件,其主要應(ying)用包括(kuo):
1、光纖通信。半導體激光(guang)器是光(guang)纖通(tong)信系統的(de)關(guan)鍵組件,對于現代通(tong)信技(ji)術(shu)的(de)發展(zhan)起到了重要作(zuo)用。
2、光盤存取。半導(dao)體激光器(qi)被用(yong)于光盤存儲器(qi)中,它能夠存儲大(da)量(liang)的聲音、文字和圖像信(xin)息。
3、光譜分析。用(yong)于環境(jing)氣體分析,如監測大氣污染和汽車尾(wei)氣等。
4、光信息處理。在光信息處理系統中,半導體激光器用于計算機和光神經網絡等。
5、材料加工。半(ban)導體(ti)激光器在(zai)材(cai)料切割(ge)、電路板加工(gong)等方(fang)面有廣泛應用,其高穩定性和高效能使其成為工(gong)業材(cai)料加工(gong)的理想選擇(ze)。
6、醫療領域。半導體激光治(zhi)療儀在醫療上(shang)有(you)著重要的(de)應用,如治(zhi)療強直性脊(ji)柱炎(yan)(yan)、類風濕性關節炎(yan)(yan)等疾病,以及在手術中的(de)止血、促進(jin)組織(zhi)修復等作(zuo)用。
7、激光打印機和條碼掃描器。高功率(lv)半導體(ti)激(ji)光器用(yong)于(yu)(yu)激(ji)光打(da)印機(ji),提(ti)高打(da)印速度和分辨率(lv);半導體(ti)激(ji)光條碼掃描器廣(guang)泛(fan)用(yong)于(yu)(yu)商品銷售和圖書檔(dang)案管理。
8、激光電視。半導(dao)體(ti)激光(guang)器(qi)也用于(yu)高(gao)清晰度激光(guang)電視,提供更(geng)低的(de)(de)能(neng)耗和更(geng)高(gao)的(de)(de)圖像質量。
9、激光微細工。用于(yu)集成電路的切割、打(da)孔(kong)等(deng)。
此外,半導體激(ji)光(guang)器還用作光(guang)纖(xian)激(ji)光(guang)器和固體激(ji)光(guang)器的泵浦源,提高(gao)泵浦系統的效率和功率。