半導體激光器的工作原理

       半導體光電器件的工作波長與半導體材料的種類有關(guān)。半導體材料中存在著導帶和價帶，導帶上面可以讓電子自由運動，而價帶下面可以讓空穴自由運動，導帶和價帶之間隔著一條禁帶，當電子吸收了光的能量從價帶跳躍到導帶中去時就把光的能量變成了電，而帶有電能的電子從導帶跳回價帶，又可以把電的能量變成光，這時材料禁帶的寬度就決定了光電器件的工作波長。

　   小功率半導體激光器（信息型激光器），主要用于信息技術(shù)領(lǐng)域，例如用于光纖通信及光交換系統(tǒng)的分布反饋和動態(tài)單模激光器（DFB-LD）、窄線寬可調(diào)諧激光器、用于光盤等信息處理領(lǐng)域的可見光波長激光器（405nm、532nm、635nm、650nm、670nm）。這些器件的特征是：單頻窄線寬、高速率、可調(diào)諧、短波長、光電單片集成化等。

　　大功率半導體激光器（功率型激光器），主要用于泵浦源、激光加工系統(tǒng)、印刷行業(yè)、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。

　　半導體激光器主要參數(shù)：

　　波長nm：半導體激光器工作波長，例如405nm、532nm、635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm。

　　閾值電流Ith：激光二極管開始產(chǎn)生激光振蕩的電流，對小功率激光器而言其值約在數(shù)十毫安。

工作電流Iop：激光二極管達到額定輸出功率時的驅(qū)動電流，此值對于設(shè)計調(diào)試激光驅(qū)動電路較重要。

　　垂直發(fā)散角θ⊥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)垂直方向張開的角度，一般在15?~40?左右。

水平發(fā)散角θ∥：激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向張開的角度，一般在6?~ 10?左右。

　　監(jiān)控電流Im ：激光二極管在額定輸出功率時在PIN管上流過的電流。

　　半導體激光器主要向兩個方向發(fā)展：一類是以傳遞信息為主的信息型激光器；另一類是以提高光功率為主的功率型激光器。在泵浦固體激光器等應(yīng)用的推動下，高功率半導體激光器取得了突破性進展，其標志是半導體激光器的輸出功率顯著增加，國外千瓦級的高功率半導體激光器已經(jīng)商品化，國內(nèi)樣品器件輸出已達到600W。未來，半導體激光器的發(fā)展趨勢主要在高速寬激光器、大功率激光器、短波長激光器、中紅外激光器等方面。

 

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