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半导体激光器现状及工作原理
电子网2020-05-28 14:46:07光电2020
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  近年来,中国激光产业获得了飞速的发展。半导体激光器又称激光二极管,采用半导体材料作为工作物质而受激发射光子的一类激光器。
  半导体激光器应用日趋广泛
  早在20世纪80年代的时候,半导体激光器还只是应用在光存储和一些小众应用。当时,光存储是半导体激光器行业的第一个大型应用。随着半导体激光器技术不断创新,推动了注入数字多功能光盘(DVD)和蓝光光盘(BD)等光存储技术的发展。到20世纪80年代,光网络成为了半导体激光器的主战场。再后来,半导体激光器又成为通信网络的关键加工制造设备。
  由于半导体激光器具有制造简单、易量产、成本低、波长覆盖范围广、体积小、寿命长、能耗低、电光转换效率高等优点,在CD激光唱片机、光纤通信、光存储器、激光打印机等获得广泛应用,逐渐覆盖了各个光电子学领域的实用市场。随着半导体激光器输出功率逐步提高及输出特性不断改善,其在工业加工领域也逐步开始发挥作用。除了直接参与工业加工外,半导体激光器更多应用于光纤激光器和固体激光器的泵浦源,与工业激光市场共同发展,并随着光纤激光器的爆发而迎来新的增长点。
  半导体的工作原理
  半导体激光器通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。
  半导体激光器的激励方式主要有三种:
  1、电注入式;
  电注入式半导体激光器一般是由GaAS(砷化镓)、InAS(砷化铟)、Insb(锑化铟)等材料制成的半导体面结型二极管,沿正向偏压注入电流进行激励,在结平面区域产生受激发射。
  2、电子束激励式;
  电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶(PbS、CdS、ZhO等)作为工作物质,通过由外部注入高能电子束进行激励。
  3、光泵浦激励式;
  光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶(GaAS、InAs、InSb等)作为工作物质,以其它激光器发出的激光作光泵激励。
  随着性能和成本的提高,半导体激光器在各种工艺中越爱越多地取代了传统的气体激光器,成为广泛应用中普遍使用的工具。
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