半導(dǎo)體激光器的概述及原理

半導(dǎo)體激光器概況

半導(dǎo)體激光器又叫激光二極管，目前在光電子器件中應(yīng)用最為廣泛。早在上個世紀(jì)末，半導(dǎo)體激光器大批量應(yīng)用于音響演放器。從那之后，半導(dǎo)體的材料生長技術(shù)迅速發(fā)展、產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到了顯著提高，與此同時其性價比大大提升，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用漸漸在各個方面都得到了體現(xiàn)，諸如光驅(qū)驅(qū)動、激光打印、可擦除光存儲驅(qū)動、光纖通信、條型碼掃描、娛樂表演，以及軍事航空應(yīng)用比如照明器、軍訓(xùn)模擬裝置、測距裝置等。不管是什么產(chǎn)品，其開發(fā)必須與市場導(dǎo)向相一致，半導(dǎo)體激光器也不例外。比如說在軍事應(yīng)用、數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域都和市場規(guī)律相適應(yīng)，其市場和技術(shù)的發(fā)展持續(xù)保持高速增長的勢頭。半導(dǎo)體激光器的芯片外延生長技術(shù)，由早期的發(fā)展到現(xiàn)在普遍釆用的和，外延材料也隨之由體材料演變到量子講或超晶格的能帶工程材料。工作溫度、響應(yīng)頻率、閾值電流、輸出功率等半導(dǎo)體激光器的一些主要性能參數(shù)大幅度改進(jìn)，新型器件多種多樣。面為了達(dá)到大容量的信息存儲，寬帶化的信息傳輸，高速化的信息處理，以及武器裝備的高精度和小型化，借助于一系列先進(jìn)技術(shù)半導(dǎo)體激光器將會繼續(xù)高速發(fā)展。以為襯底外延制作而成的半導(dǎo)體激光器非常實(shí)用，是目前市場上用量最大的器件，其波長在635--980nm之間。

半導(dǎo)體激光器原理

激光是一種相千光福射，具有高亮度，好的單色性和方向性，能量密度高等特點(diǎn)。作為新一代激光器，半導(dǎo)體激光器以其獨(dú)特的優(yōu)勢、廣泛的應(yīng)用空間和迅猛的發(fā)展速度成為了激光器的重要組成部分。其原理為在半導(dǎo)體激光器的結(jié)內(nèi)注入大量的非平衡載流子，并在結(jié)兩端施加正向偏壓使其反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生大量高能的光子從而產(chǎn)生足夠大的光增益，再通過激光器前后兩個解理面作為諧振腔端面是受激福射在其中多次反饋進(jìn)而產(chǎn)生激光。半導(dǎo)體的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段，早期材料單一結(jié)構(gòu)單一的同質(zhì)結(jié)激光器；材料上加以改進(jìn)的單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)激光器；材料及結(jié)構(gòu)都有較大改進(jìn)的量子講、量子點(diǎn)以及量子級聯(lián)激激光器，這類激光器是現(xiàn)階段的研究熱門。激光器器件的可靠性大大提升，在連續(xù)運(yùn)作下壽命可達(dá)百萬小時，閾值電流密度從幵始的十萬級降至現(xiàn)在的百級，輸出功率可覆蓋毫瓦至百瓦級別；輸出波長的覆蓋范圍很寬，可由中遠(yuǎn)紅外至紫外。由于半導(dǎo)體激光器具有輕便小巧，效率高和易集成等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域都有著很大的應(yīng)用潛力，因此引起了廣大科研人員的高度重視。#p#分頁標(biāo)題#e#

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