一、半導體激光器的特點有哪些 ?
半導體(ti)激(ji)光(guang)器(Also known as semiconductor laser)是一(yi)種基于半導體(ti)材料工作(zuo)的激(ji)光(guang)器。它具(ju)有以下特點:
1、小型化:半(ban)導(dao)體(ti)激光(guang)(guang)器(qi)的體(ti)積小,重(zhong)量輕(qing),可以方便地集(ji)成在各種(zhong)設備(bei)中,如(ru)光(guang)(guang)纖(xian)通信、激光(guang)(guang)打印機、激光(guang)(guang)讀寫光(guang)(guang)驅(qu)等。
2、高效率:半導體激光(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)電(dian)-光(guang)轉(zhuan)換效(xiao)率高,能(neng)將輸入(ru)的(de)(de)電(dian)能(neng)高效(xiao)地轉(zhuan)化為光(guang)能(neng),相對于其他(ta)類型的(de)(de)激光(guang)器(qi)(qi)有更(geng)低的(de)(de)功耗和(he)更(geng)高的(de)(de)功率輸出。
3、長壽命: 半導體激光器具有較(jiao)長(chang)的工作壽命,能夠持(chi)續穩定地工作數千(qian)小時(shi)甚至更長(chang)時(shi)間。
4、快速響應:半導體激光器的開關速度較快,可以在納秒級別進行調制(zhi)(zhi)和調制(zhi)(zhi)解調,適用于(yu)高速光通(tong)信和光存(cun)儲等領域(yu)。
5、容易調諧:半導體激光器具(ju)有(you)較寬的(de)工作(zuo)波長范(fan)圍,通過(guo)改變(bian)電流、溫度和施(shi)加外(wai)界的(de)光學調制,可以(yi)實現對激光波長的(de)調諧(xie)。
6、相干性:半導體激光器的輸出是相(xiang)干光,光束質量(liang)高,光束模式(shi)穩定,光學特性(xing)優異。
7、低成本:由(you)于半(ban)導體激光器制造工藝成熟(shu),成本較低(di),容易大(da)規模生產,因此價格相對較低(di)。
二、半導體激光器的工作特性介紹
半導體(ti)激光器的(de)主(zhu)要工作特(te)(te)(te)性(xing)包括U-I 特(te)(te)(te)性(xing)、P-I 特(te)(te)(te)性(xing)、閾值特(te)(te)(te)性(xing)和溫度特(te)(te)(te)性(xing)等。
1、半導體激光器的U-I特性
半(ban)導(dao)(dao)體激光器的伏安(an)特(te)性類似于二極管。U-I特(te)性曲線(xian)可以反映其(qi)PN結的優劣,用(yong)來估算其(qi)等效電(dian)(dian)(dian)(dian)阻值。半(ban)導(dao)(dao)體激光器通電(dian)(dian)(dian)(dian)后,兩(liang)端(duan)產生正(zheng)向電(dian)(dian)(dian)(dian)壓U。當(dang)正(zheng)向電(dian)(dian)(dian)(dian)壓U較小(xiao)時,外(wai)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)無法(fa)克服(fu)PN結內電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)對(dui)多(duo)數載(zai)流(liu)(liu)子擴散運動(dong)的阻力,因(yin)而電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)很小(xiao);當(dang)正(zheng)向電(dian)(dian)(dian)(dian)壓U足(zu)夠大時,內電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)被明顯減(jian)弱,電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)逐漸成(cheng)線(xian)性增大。
2、半導體激光器的P-I特性
理想的(de)半(ban)導(dao)體激光器的(de)P-I特性(xing):隨著(zhu)驅動電流I的(de)不(bu)斷(duan)增大,輸出光功(gong)率P不(bu)斷(duan)增大,但它們之(zhi)間(jian)的(de)關系(xi)并非簡(jian)單(dan)的(de)線性(xing)關系(xi)。在設計半(ban)導(dao)體激光器的(de)驅動系(xi)統時,了解和(he)掌握其(qi)P-I特性(xing)是非常重要的(de)。
3、半導體激光器的閾值特性
在半導體激光器(qi)的(de)工(gong)作中(zhong),開始輸出(chu)激光的(de)臨界驅動電流(liu)(liu)(liu)值(zhi)被稱為閾值(zhi)電流(liu)(liu)(liu)。只有當(dang)驅動電流(liu)(liu)(liu)大于閾值(zhi)電流(liu)(liu)(liu)時,半導體激光器(qi)才能正常工(gong)作并輸出(chu)激光。因此(ci),閾值(zhi)電流(liu)(liu)(liu)是半導體激光器(qi)的(de)重要(yao)工(gong)作特(te)性。
4、溫度特性
閾值(zhi)電流隨溫度增加而增大,尤其是長波段InGaAsP激光器對溫度更敏感。