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什么是激光二极管“半导体激光器”?(特点及选择方法)

  • 发布时间:2022-06-02 11:32
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什么是激光二极管“半导体激光器”?(特点及选择方法)

【概要描述】什么是激光二极管“半导体激光器”?(特点及选择方法)

  • 发布时间:2022-06-02 11:32
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​半导体激光器是由半导体制成的电路元件。

通过电流可以产生激光,也称为激光二极管。

虽然是在光通信、医疗、加工技术等广泛用途中使用的半导体激光器,

1.“它有什么样的机制?”

2.“有什么特点?” “

3.哪款产品适合贵公司的应用?”

4.“应该如何引入和利用?”

我想有很多人有这样的疑问。

在此,以通俗易懂的方式对半导体激光器的机理、特征、种类、应用方法进行说明。

请阅读它,因为它将加深您对半导体激光器的理解,并解决在考虑半导体激光器的引入和应用时出现的所有问题。

什么是半导体激光器?发光的基本结构和机理

半导体激光器具有夹层型结构,其中被称为“有源层”的层夹在n型和p型半导体之间。

这些n型和p型半导体称为“覆层”。n型具有负电特性,p型具有正电特性。

这种夹心型结构称为“双异质结构”,这种双异质结构附着在n型衬底上。

这就是图中所示的结构。

半导体激光器通过电流振荡

当通电使得n型包层为负而p型包层为正时,电子从n型包层流向空穴活性层。

空穴是在充满电子的夹带中缺少电子的状态。

因此,空穴通过在有源层中遇到电子而被束缚。(重新加入)

从 n 型包层流出的电子具有高能量,但当发生复合时,该能量会损失,损失的能量会转化为光。

此时来自n型包层的电子的能量与复合释放的能量之差称为“能隙”。

差距意味着差异,所以它是相同的。

能隙改变了光的波长。

通过利用这种波长变化,半导体激光器产生的光可以用于各种目的。

半导体激光器的机理就是根据这个原理产生光,但半导体激光器最大的特点就是从这里开始。

半导体激光器的受激发射

一旦发生复合,此时产生的光会触发其他电子的复合。

这种现象称为“受激发射” ,受激发射产生的光变成与第一次复合产生的光具有完全相同相位的波长的光。

可以说,半导体激光器最大的特点就是利用这种受激发射的原理,可以产生相位排列良好的强光。由于有源层的端面就像一面镜子,在有源层中产生的光在有源层中反复反射,直到达到一定的强度,并通过受激发射放大。当光被充分放大并且强度超过一定水平时,从有源层发生激光振荡。

关于半导体激光器的特性和光的波长和颜色

半导体激光器的特点如下。

 1· 小尺寸

2・可以低电压低电流发光

3・转换效率高

4・可以产生各种波长的光

5・ 以高连贯性为特征

其他光源包括白炽灯泡和 LED(发光二极管)。

白炽灯泡通过将电一次转化为热能来产生光,但半导体激光器和LED(发光二极管)根本不同,它们直接由电产生光

 

这样一来,与白炽灯泡不同,半导体激光器可以直接将电转化为光,因此体积小,工作电压低,转换效率有所提高。

与 LED(发光二极管)的比较

半导体激光器和 LED(发光二极管)很常见,因为它们直接从电力中产生光。

此外,LED 是使用半导体的电路元件,因此它们非常相似。

然而,半导体激光器和 LED 之间的最大区别在于受激发射的存在与否。

半导体激光器的特点是它们能够通过受激发射产生强、相位良好的光。

因此,LED 光具有波长和相位的变化,但半导体激光是具有相同相位的高度定向光,这是一种易于控制的能量。

光的输出方向也有差异,虽然 LED 光具有一定的扩散性,但半导体激光器以细光束的形式发出光。

 

由于这些特性差异,LED主要用于照明,而半导体激光器则用于各种用途。

半导体激光器的波长与颜色的关系

我提到了半导体激光器产生的光的波长由于能隙而变化,但能隙是由半导体激光器中使用的半导体材料和半导体衬底决定的。                                                 

半导体材料

半导体基板

分类

波长带 (nm)

氮化镓

氮化镓

紫外线到绿色

380-540

AIGaInP

砷化镓

红色的

620-700

铟镓砷磷

砷化镓

红色到近红外

650-750

砷化镓

砷化镓

近红外

760-860

铟镓砷磷

红外线的

1,300-1,550

 

当光的波长照射到物体并被人眼反射时,我们将该波长识别为物体的“颜色”

由于半导体激光器可以振荡各种波长的光,因此该光可能是可见的,也可能是不可见的,或者颜色可能因该波长带而异。

顺便说一句,人眼可见的波长范围称为“可见光” 。

半导体激光器用于各种目的,但通过改变波长来正确使用它们。

半导体激光器用于许多应用。
应用程序可分为以下9 类。

1.读取
 CD、DVD、BD读取等。

2.刻录
 CD、DVD、BD刻录等。

3.加工材料的切割等。

4、医用
 激光治疗等。

5、感光
 多功能设备、激光打印机等。

6、通讯
 光通讯等

7.照明和照射
 激光显微镜、投影仪等。

8. 测量
 激光开发、道路/车辆距离测量(LiDAR)、建筑物高度测量等。

9、传感
 气体传感、粉尘管理、光开关、鼠标等。

如您所见,半导体激光器有很多应用,但由于其应用范围广泛,可能很难了解哪种半导体激光器具有适合您公司应用的波长和类型。

从这里,我们将解释半导体激光器的每个波长适合什么样的应用。

半导体激光器的各种波长和颜色的应用

波长带 (nm)

分类

利用

450-635

蓝色到红色

照明等

400-800

蓝紫色到红外线

记录/读取/感光/测量等

800-980

红外线的

传感/通讯/医疗/处理/测量等

1300 至 1600

红外线的

长距离光通信

波长在450nm波段、530nm波段和635nm波段的光分别具有蓝、绿、红、光三基色的波长。因此,它用于投影仪和照明。

波长在 400 至 800 nm 波段的激光具有优异的聚光性能,因此被用于光盘的记录和读取、多功能设备和激光打印机的光敏化以及激光显影的测量等许多应用中。

波长高于 800 nm 波段的激光具有近红外波长,成为不可见光。
用于车距测量的激光雷达、传感器的传感、光通信等,高输出的用于医疗和材料加工。

波长从1300nm到1600nm的激光器由于传输损耗小,被用作远距离光通信的光源。

选择半导体激光器所需的三个步骤

一、半导体激光器(激光二极管)的选择

二、半导体激光器(激光二极管)电源的选择

三、半导体激光器(激光二极管)电源的封装选择

1 、半导体激光器(激光二极管)的选择

半导体激光产品的波长、功率、单/多模因产品而异。让我们首先

参考到目前为止解释的每个波长的用法来选择波长。

选择波长后,选择功率和单/多模。

半导体激光器的使用并不会因为功耗的不同而有很大的变化,但是

在进行实验使用时,或者担心照射时间和功耗的时候,就需要准确地选择功率。

此外,多模的受激发射效果比单模高,激光元件的输出也更高。

一旦确定了要引进的半导体激光器,

2、半导体激光器(激光二极管)电源的选择

三、半导体激光器(激光二极管)电源的封装选择

您将不得不选择这些,但很难确定适合您公司应用的最佳组合,例如波长、功率和电源。

如果您正在考虑引进半导体激光器,请随时与我们联系,我们将,提出最合适的半导体激光器和激光电源组合在了解您公司的使用环境和目的

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