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半導體激光器

解析半導體激光器(上)

星之球激光 來源:網絡2012-03-08 我要評論(0 )   

半導體(ti) 激光器 又稱為(wei) 激光 二極管(LD,Laser Diode),是采用 半導體(ti) 材料作為(wei) 工作物質而產(chan) 生受激發射的一類 激光器 。常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化...

  半導體(ti) 激光器又稱為(wei) 激光二極管(LD,Laser Diode),是采用半導體(ti) 材料作為(wei) 工作物質而產(chan) 生受激發射的一類激光器。常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦激勵三種形式。半導體(ti) 激光器件,一般可分為(wei) 同質結、單異質結、雙異質結。同質結激光器和單異質結激光器室溫時多為(wei) 脈衝(chong) 器件,而雙異質結激光器室溫時可實現連續工作。半導體(ti) 激光器的優(you) 點在於(yu) 體(ti) 積小、重量輕、運轉可靠、能耗低、效率高、壽命長、高速調製,因此半導體(ti) 激光器在激光通信、光存儲(chu) 、光陀螺、激光打印、激光醫療、激光測距、激光雷達、自動控製、檢測儀(yi) 器等領域得到了廣泛的應用。

  半導體(ti) 激光器工作原理是:通過一定的激勵方式,在半導體(ti) 物質的能帶(導帶與(yu) 價(jia) 帶)之間,或者半導體(ti) 物質的能帶與(yu) 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,當處於(yu) 粒子數反轉狀態的大量電子與(yu) 空穴複合時便產(chan) 生受激發射作用。半導體(ti) 激光器的激勵方式主要有三種:電注入式、電子束激勵式和光泵浦激勵式。電注入式半導體(ti) 激光器一般是由GaAS(砷化镓)、InAS(砷化銦)、Insb(銻化銦)等材料製成的半導體(ti) 麵結型二極管,沿正向偏壓注入電流進行激勵,在結平麵區域產(chan) 生受激發射。電子束激勵式半導體(ti) 激光器一般用N型或者P型半導體(ti) 單晶(PbS、CdS、ZhO等)作為(wei) 工作物質,通過由外部注入高能電子束進行激勵。光泵浦激勵式半導體(ti) 激光器一般用N型或P型半導體(ti) 單晶(GaAS、InAs、InSb等)作為(wei) 工作物質,以其它激光器發出的激光作光泵激勵。

  目前在半導體(ti) 激光器件中,性能較好、應用較廣的是:具有雙異質結構的電注入式GaAs二極管半導體(ti) 激光器。

  半導體(ti) 光電器件的工作波長與(yu) 半導體(ti) 材料的種類有關(guan) 。半導體(ti) 材料中存在著導帶和價(jia) 帶,導帶上麵可以讓電子自由運動,而價(jia) 帶下麵可以讓空穴自由運動,導帶和價(jia) 帶之間隔著一條禁帶,當電子吸收了光的能量從(cong) 價(jia) 帶跳躍到導帶中去時就把光的能量變成了電,而帶有電能的電子從(cong) 導帶跳回價(jia) 帶,又可以把電的能量變成光,這時材料禁帶的寬度就決(jue) 定了光電器件的工作波長。

  小功率半導體(ti) 激光器(信息型激光器),主要用於(yu) 信息技術領域,例如用於(yu) 光纖通信及光交換係統的分布反饋和動態單模激光器(DFB-LD)、窄線寬可調諧激光器、用於(yu) 光盤等信息處理領域的可見光波長激光器(405nm、532nm、635nm、650nm、670nm)。這些器件的特征是:單頻窄線寬、高速率、可調諧、短波長、光電單片集成化等。

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