文章摘要: 半導(dǎo)體激光在1962年被成功激發(fā),在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來(lái)經(jīng)過(guò)改良,開(kāi)發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管等,廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器(激光筆),是目前生產(chǎn)量最大的激光器。下面小編就給大家介紹
半導(dǎo)體激光在1962年被成功激發(fā),在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來(lái)經(jīng)過(guò)改良,開(kāi)發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管等,廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器(激光筆),是目前生產(chǎn)量最大的激光器。下面小編就給大家介紹一下半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)及工作原理,一起來(lái)看看吧。
導(dǎo)體激光器工作原理
根據(jù)固體的能帶理論,半導(dǎo)體材料中電子的能級(jí)形成能帶。高能量的為導(dǎo)帶,低能量的為價(jià)帶,兩帶被禁帶分開(kāi)。引入半導(dǎo)體的非平衡電子-空穴對(duì)復(fù)合時(shí),把釋放的能量以發(fā)光形式輻射出去,這就是載流子的復(fù)合發(fā)光。
一般所用的半導(dǎo)體材料有兩大類,直接帶隙材料和間接帶隙材料,其中直接帶隙半導(dǎo)體材料如GaAs(砷化鎵)比間接帶隙半導(dǎo)體材料如Si有高得多的輻射躍遷幾率,發(fā)光效率也高得多。
半導(dǎo)體復(fù)合發(fā)光達(dá)到受激發(fā)射(即產(chǎn)生激光)的必要條件是:
①粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布分別從P型側(cè)和n型側(cè)注入到有源區(qū)的載流子密度十分高時(shí),占據(jù)導(dǎo)帶電子態(tài)的電子數(shù)高于占據(jù)價(jià)帶電子態(tài)的電子數(shù),就形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。
②光的諧振腔在半導(dǎo)體激光器中,諧振腔由其兩端的鏡面組成,稱為法布里一珀羅腔。
③高增益用以補(bǔ)償光損耗。諧振腔的光損耗主要是從反射面向外發(fā)射的損耗和介質(zhì)的光吸收
半導(dǎo)體激光器是依靠注入載流子工作的,發(fā)射激光必須具備三個(gè)基本條件:
(1)要產(chǎn)生足夠的 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,即高能態(tài)粒子數(shù)足夠的大于處于低能態(tài)的粒子數(shù);
(2)有一個(gè)合適的諧振腔可以起到反饋?zhàn)饔?,使受激輻射光子增生,從而產(chǎn)生激光震蕩;
(3)要滿足一定的閥值條件,以使光子增益等于或大于光子的損耗。
半導(dǎo)體激光器工作原理是激勵(lì)方式,利用半導(dǎo)體物質(zhì)(即利用電子)在能帶間躍遷發(fā)光,用半導(dǎo)體晶體的解理面形成兩個(gè)平行反射鏡面作為反射鏡,組成諧振腔,使光振蕩、反饋,產(chǎn)生光的輻射放大,輸出激光。
半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)
半導(dǎo)體二極管激光器是最實(shí)用最重要的一類激光器。它的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性好、使用年限長(zhǎng)、功耗低。此外,半導(dǎo)體激光器采用低電壓恒流供電方式,電源故障率低、使用安全,維修成本低。目前,半導(dǎo)體激光器的使用數(shù)量居所有激光器之首,某些重要的應(yīng)用領(lǐng)域,過(guò)去常用的其他激光器,已逐漸被半導(dǎo)體激光器所取代。
從上述內(nèi)容可以看出半導(dǎo)體激光器和其他激光器相比之下,是出色了點(diǎn),也可謂說(shuō)是首領(lǐng),所以也被更加廣泛的應(yīng)用在了生活中,說(shuō)明它的方便與人,而它的優(yōu)勢(shì)被人良好的發(fā)揮了出來(lái),給人們的生活帶來(lái)的很大的便捷。
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半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn) 半導(dǎo)體激光器工作原理
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