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半导体激光器的原理-广州激光打标机

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光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的发展。, 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,这些能量就变成了发射出来,通俗的说就是发光了。

【百度百科】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.半导体工作物质有几十种,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), 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。