半導體激光器的增益介質是什麼

㈠ 以半導體激光器為例說明產生激光的原理和條件

聽我娓娓道來。

首先，激光的英文叫Laser light amplification by stimulated emission of radiation. 就是通過受激發射實現光放大。

光通過諧振腔的選模作用和增益介質的放大作用，經過震盪和放大，實現擁有單色性、準直性、相乾性非常好的光束，這個就是激光。

激光器有很多種類型，但他的必要組成部分無外乎： 諧振腔、增益介質、泵浦源。
形成激光的一個重要條件是，粒子數反轉，就是導帶的粒子數密度大於價帶（半導體）或高能級的粒子數密度大於低能級（氣體或固體），激光的現象就是在這樣一種偏離了平衡態的穩態。

半導體激光器比起固體激光器和氣體激光器，結構上還是有很大區別的。半導體激光器一般是三層或多層異質結結構，這樣由於折射率的的內大外小自然構成了光約束，又由於異質結結構形成的量子井結構（最早的半導體激光器不是量子井結構的，隨著MBE的半導體加工技術的應用，單井和多井結構得以實現），對載流子形成了約束，使受激發射大都發生在增益介質的帶邊，這樣就大大提高了激光器的效率。 半導體激光器是電泵浦的，不同於氣體激光器或固體激光器的光泵浦。

半導體激光器的工作過程是這樣的，由於外加電場的作用，載流子開始移動，由於量子井的存在，載流子開始在量子井中堆積，然後一部分導帶的電子會自發躍遷回價帶放出一個能量等於帶隙寬度（band gap）的光子，這個過程叫自發發射，一部分自發發射的光子會被吸收，再放出兩個光子，這個過程叫受激發射，這樣自發發射的光子成為了最初的泵浦光，然後不斷的發生受激發射，受激發射的光子會在增益介質中不斷震盪，不斷的使更多的光子受激發射出來，當外加電場強度達到粒子數反轉所需強度之後一段時間，便會有穩定的激光輸出了。

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這個過程當中有很多很多細節問題，不明白可以問我。

㈡ 光纖激光器和半導體激光器的區別

光纖激光器和半導體激光器的區別就是他們發射激光的介質材料不同。光纖激光器使用版的增益介質是光權纖，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。（同理，固體激光器的增益介質一般是晶體或者玻璃，陶瓷等。氣體的就是使用氦氖氣，二氧化碳等。）半導體激光器的發光機理是粒子在導帶和價帶之間躍遷產生光子，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電光轉換，需要用光來泵浦增益介質（一般用激光二極體泵浦），它實現的是光光轉換。
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，當功率較大是，需要水冷。
半導體激光器就是用固體激光材料作為工作物質的激光器。一般由激光工作物質、激勵源、聚光腔、諧振腔反射鏡和電源等部分構成。這類激光器所採用的固體工作物質，是把具有能產生受激發射作用的金屬離子摻入晶體而製成的。

㈢ 什麼是增益介質

介質是指波動能量的傳遞，需要某種物質基本粒子的准彈性碰撞來版實現。這種物質的成分權、形狀、密度、運動狀態，決定了波動能量的傳遞方向和速度，這種對波的傳播起決定作用的物質，稱為這種波的介質。增益介質是指增加好處的波動能量的傳遞。

㈣ 激光增益介質為什麼要降溫

在固體激光器增益介質的光泵浦過程中，由於量子缺陷等原因，增益介質會產內生大量熱能容，造成增益介質內部的溫度梯度，由於溫度和應力的不均勻分布引起了熱透鏡效應和熱致雙折射等不良效應，影響光束質量，而過高的溫度梯度和應力更有可能引起應力裂紋，限制激光器的平均輸出功率。所以對於較大功率的激光增益介質必須要降溫，除非是功率很小的，可以利用自然散熱。

㈤ 激光中增益介質的作用

光在增益介質中放大。
介質是指波動能量的傳遞，需要某種物質基本粒子的准彈性碰版撞來實現。權這種物質的成分、形狀、密度、運動狀態，決定了波動能量的傳遞方向和速度，這種對波的傳播起決定作用的物質，稱為這種波的介質。增益介質是指增加好處的波動能量的傳遞。

㈥ 半導體激光器有哪些特性

根據固體的能帶理論，半導體材料中電子的能級形成能帶。高能量的為導帶，低能量的為價帶，兩帶被禁帶分開。引入半導體的非平衡電子-空穴對復合時，把釋放的能量以發光形式輻射出去，這就是載流子的復合發光。
一般所用的半導體材料有兩大類，直接帶隙材料和間接帶隙材料，其中直接帶隙半導體材料如GaAs（砷化鎵）比間接帶隙半導體材料如Si有高得多的輻射躍遷幾率，發光效率也高得多。
半導體復合發光達到受激發射（即產生激光）的必要條件是：①粒子數反轉分布分別從P型側和n型側注入到有源區的載流子密度十分高時，占據導帶電子態的電子數超過占據價帶電子態的電子數，就形成了粒子數反轉分布。②光的諧振腔在半導體激光器中，諧振腔由其兩端的鏡面組成，稱為法布里一珀羅腔。③高增益用以補償光損耗。諧振腔的光損耗主要是從反射面向外發射的損耗和介質的光吸收。
半導體激光器是依靠注入載流子工作的，發射激光必須具備三個基本條件：
（1）要產生足夠的 粒子數反轉分布，即高能態粒子數足夠的大於處於低能態的粒子數；
（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，從而產生激光震盪；
（3）要滿足一定的閥值條件，以使光子增益等於或大於光子的損耗。
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，使光振盪、反饋，產生光的輻射放大，輸出激光。
半導體激光器優點：體積小、重量輕、運轉可靠、耗電少、效率高等。http://ic.big-bit.com/

㈦ 二極體激光器和半導體激光器哪個好

光纖激光器和半導體激光器的區別就是他們發射激光的介質材料不同版。光纖激光器使權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。（同理，固體激光器的增益介質一般是晶體或者玻璃，陶瓷等。氣體的就是使用氦氖氣，二氧化碳等。）半導體激光器的發光機理是粒子在導帶和價帶之間躍遷產生光子，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電光轉換，需要用光來泵浦增益介質（一般用激光二極體泵浦），它實現的是光光轉換。
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，當功率較大是，需要水冷。
半導體激光器就是用固體激光材料作為工作物質的激光器。一般由激光工作物質、激勵源、聚光腔、諧振腔反射鏡和電源等部分構成。這類激光器所採用的固體工作物質，是把具有能產生受激發射作用的金屬離子摻入晶體而製成的。

㈧ 激光中增益介質的作用

光在增益介質中放大.
介質是指波動能量的傳遞,需要某種物質基本粒子的准彈性碰版撞來實現.這種物質的成分、形權狀、密度、運動狀態,決定了波動能量的傳遞方向和速度,這種對波的傳播起決定作用的物質,稱為這種波的介質.增益介質是指增加好處的波動能量的傳遞.

㈨ 常用激光器按照增益介質的種類

激光器分為固體激光器、氣體激光器、半導體激光器和染料激光器等

不同的激光器的增益介質不同，氣體如氦－氖氣、固體如紅寶石、半導體如摻鋁的砷化鎵、硫化鉻硫化鋅、染料如氬離子等。

㈩ 激光器常用介質有哪些

激光器分為固體激光器、氣體激光器、半導體激光器和染料激光器等，不同的激光器的增益介質不同，氣體如氦－氖氣、固體如紅寶石、半導體如摻鋁的砷化鎵、硫化鉻硫化鋅、染料如氬離子等。