一、半導體激光器工作原理
半導體激光器工作原理是激勵方式,利用半導體物質(即利用電子)在能帶間躍遷發(fā)光,用半導體晶體的解理面形成兩個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基本條件:
1、要產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉分布,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、有一個合適的諧振腔能夠起到反饋作用,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。
二、半導體激光器和光纖激光器一樣嗎
半導體激光器和光纖激光器是不一樣的。
1、介質材料不同
光纖激光器和半導體激光器的區(qū)別就是他們發(fā)射激光的介質材料不同。光纖激光器使用的增益介質是光纖,半導體激光器使用的增益介質是半導體材料,一般是砷化鎵,銦鎵申等。
2、發(fā)光機理不同
半導體激光器的發(fā)光機理是粒子在導帶和價帶之間躍遷產(chǎn)生光子,因為是半導體,所以使用電激勵即可,是直接的電光轉換。而光纖不能夠直接實現(xiàn)電光轉換,需要用光來泵浦增益介質(一般用激光二極管泵浦),它實現(xiàn)的是光光轉換。
3、散熱性能不同
光纖激光器散熱好,一般風冷即可。半導體激光器受溫度影響非常大,當功率較大時,需要水冷。
4、主要特性不同
光纖激光器的主要特性是器件體積小,靈活。激光輸出譜線多,單色性好,調諧范圍寬。并且其性能與光偏振方向無關,器件與光纖的耦合損耗小。轉換效率高,激光閾值低。光纖的幾何形狀具有很低的體積和表面積,再加上在單模狀態(tài)下激光與泵浦可充分耦合。
半導體激光器易與其他半導體器件集成。具有的特性是可直接電調制;易于與各種光電子器件實現(xiàn)光電子集成;體積小,重量輕;驅動功率和電流較低;效率高、工作壽命長;與半導體制造技術兼容;可大批量生產(chǎn)。
5、應用不同
光纖激光器主要應用于激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設備、大型基礎建設,作為其他激光器的泵浦源等等。
半導體激光器在激光測距、激光雷達、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導和跟蹤、引燃引爆、自動控制、檢測儀器等方面有廣泛應用。