半導體激光器的應用

1、半導體激光器的分類及應用,光電14 王曉東,什么是半導體激光器？,半導體激光器又稱激光二極管，半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生受激發(fā)射作用的器件這里的半導體材料常見的有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS),激光的產(chǎn)生：當在半導體中實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，使得受激輻射大于受激吸收，使得光增益大于光損耗，就可產(chǎn)生激光。,半導體中激光產(chǎn)生的條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)：產(chǎn)生大量的受激輻射光學諧振腔：實

2、現(xiàn)光放大 達到閾值電流密度：使得增益大于損耗,半導體激光器的一般構成,構成部分：1.有源區(qū) 有源區(qū)是實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、有光增益的區(qū)域。2.光反饋裝置 在光學諧振腔內(nèi)提供必要的正反饋以促進激光振蕩。3.頻率選擇元件 用來選擇由光反饋裝置決定的所有縱模中的一個模式。4.光波導 用于對所產(chǎn)生的光波在器件內(nèi)部進行引導,,與其它激光器不同的是，半導體激光器具有層狀結構,其作用相當于固體激光器的聚光腔，半導體激光器的諧振腔不是由

3、外加反射鏡構成，而是利用半導體本身的晶體解理面形成內(nèi)反射腔，這使得半導體激光器結構很緊湊，避免了外加諧振腔可能產(chǎn)生的機械不穩(wěn)定性，半導體激光器的電源簡單，電流電壓都很小，工作使用很方便、安全，優(yōu)點。,半導體激光器是如何分類的？,按波長分：可見光激光器、紅外長波激光器、遠紅外長波激光器。按材料分：Ⅲ-Ⅴ族材料激光器、Ⅲ-Ⅵ族材料激光器、硅基材料激光器。  按結構分：同質(zhì)結激光器、異質(zhì)結激光器、大光腔激光器、分離限制

4、SCH激光器、F-P激光器。,什么是可見光激光器？,半導體激光器有多種分類方式，其中按波長分有中遠紅外激光器、近紅外激光器、可見光激光器等多種類別。而可見光半導體激光器便是其中一個重要的類別。它指的是輸出光波長在可見光范圍內(nèi)（400~700nm）的一類半導體激光器。,可見光激光器的用途,可見光激光器的激光顏色最常見的有紅色藍色和綠色。 其中藍、綠光激光在海水中傳播時，損耗低，在水下100m傳播時的損耗要比其他波長的光低約20db；

5、藍、綠光在水中的穿透能力達600m，因此，利用它可實現(xiàn)海中潛艇之間的通信，以及深水探測。 藍紫色半導體激光器是指振蕩波長為410nm左右的半導體激光器。除了用作藍光光盤等的光源外，還有望用于照明光源和顯示器光源等。日亞化學工業(yè)、索尼、三洋電機以及夏普等已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品化。 2007年4月30日，由中國科學院半導體研究所研發(fā)的氮化鎵藍光半導體激光器研究取得重大突破，首次實現(xiàn)室溫連續(xù)激射的氮化鎵半導體藍光激光器。這是繼20

6、04年11月16日由半導體所首次在中國大陸實現(xiàn)氮化鎵激光器脈沖激射后的又一個重大突破，標志著我國氮化鎵（GaS）基藍光半導體激光器研究向產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化邁出了極為關鍵和堅實的一步 而紅光激光在教學上得到了更多的運用,激光筆里邊就是一個半導體激光器,屬于LED的一種.前邊一般會加一個光學鏡頭用來聚焦.激光筆發(fā)出的激光屬于固體激光,而激光筆里面的固體激光器也就是一個激光二極管.目前的激光筆大多數(shù)是紅色,可以指示的長度比較遠.,激光炫

7、目器,激光眩目器采用人眼最為敏感的532nm綠激光，不僅在低亮環(huán)境下照亮數(shù)英里之外的物體，還能實現(xiàn)警示遠距離之內(nèi)的潛在目標和控制大片人群的目的。照射眼睛時能使眼睛短暫性失明和感到眩暈，從而快速制敵而不傷害人身生命。強烈耀眼地綠光光束能干擾敵方的的視覺傳感器，使對方瞬間地攻擊或反抗歸于無效。,,綠光在光譜中間，也使綠光光波的光流、光壓都處于中間，中間使它們乘積產(chǎn)生的綠光功率最大。一個是最適應，一個功率最大，所以人眼對綠光最敏感。,,,,什

8、么是同質(zhì)結激光器？,同質(zhì)結激光器是能帶圖不像雙異質(zhì)結的那樣在“結”處有褶皺，而是平坦的，載流子不會在“結”處擁堵，密度遠小于雙異質(zhì)結在“結”處的載流子密度的儀器,什么是質(zhì)結？,同質(zhì)結：其pn結由同一種半導體材料構成異質(zhì)結：其pn結采用不同半導體材料構成雙異質(zhì)結：在寬帶隙的p型和N型半導體材料之間插入一薄層窄帶隙的材料 區(qū)別： 同質(zhì)結LED：有源區(qū)對載流子和光子的限制作用很弱； 異質(zhì)結LED: (1)

9、帶隙差形成的勢壘將電子和空穴限制在有源區(qū)復合發(fā)光（2）折射率光場有效地限制在有源區(qū),.同質(zhì)結半導體激光器,,1978年,半導體激光器開始應用于光纖通信系統(tǒng),半導體激光器可以作為光纖通信的光源和指示器以及通過大規(guī)模集成電路平面工藝組成光電子系統(tǒng)。由于半導體激光器有著超小型,高效率和高速工作的優(yōu)異特點,所以這類器件的發(fā)展,一開始就和光通信技術緊密結合在一起,它在光通信,光變換,光互連,并行光波系統(tǒng),光信息處理和光存貯,光計算機外部設備的光