半導體激光器的基本特性有哪些

1. 激光的特性是什麼

基本特性：

1，定向發光

普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來向一個方向射出。

2，亮度極高

在激光發明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。

因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯（光照度的單位），顏色鮮紅，激光光斑肉眼可見。

若用功率最強的探照燈照射月球，產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出，能量密度自然極高。

3，顏色極純

激光器輸出的光，波長分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分布范圍可以窄到μm級別，是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。

4，能量極大

光子的能量是用E=hv來計算的，其中h為普朗克常量，v為頻率。由此可知，頻率越高，能量越高。激光頻率范圍3.846×10^（14）Hz到7.895×10^（14）Hz。

5，其他特性

激光有很多特性：首先，激光是單色的，或者說是單頻的。有一些激光器可以同時產生不同頻率的激光，但是這些激光是互相隔離的，使用時也是分開的。

其次，激光是相干光。相干光的特徵是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一個「波列」。再次，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段距離才會出現分散或者收斂的現象。

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相關應用：

激光加工工藝：包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標、劃線、微調等各種加工工藝。

1，激光焊接：激光焊接是利用激光的高熱量將被焊金屬表面「燒熔」粘合而形成焊接接頭。該技術生產率非常高，焊件的焊縫窄，變形小，精度高，特別適合焊接微型、精密、排列密集、受熱敏感的焊件。

基於以上特點，激光焊接在電子、國防、儀表、汽車等行業中得到廣泛的應用。汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導體泵浦激光器。

2，激光切割：激光切割是利用經聚集的高功率密度激光束照射工件，使被照射處的材料迅即熔化、汽化、燒蝕，並形成孔洞，同時藉助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，隨著光束和工件的相對運動，最終使工件形成切縫，從而實現割開工件的一種熱切割方法。

其優點是切割窄，切割質量高、效率高。

汽車行業、計算機、電氣機殼、木刀模業、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

3，激光打標：在各種材料和幾乎所有行業均得到廣泛應用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器。

4，激光打孔：激光打孔是激光技術材料加工中應用最早的激光技術，激光對板料進行打孔，一般採用的脈沖激光，能量密度高，效率高。激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀表、化工等行業。

激光打孔的迅速發展，主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。

國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鍾表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。

5，激光熱處理：在汽車工業中應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時在航空航天、機床行業和其它機械行業也應用廣泛。

中國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主。

6，激光快速成型：將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成。多用於模具和模型行業。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。

2. 激光有哪些主要特性

激光的發射原理及產生過程的特殊性決定了激光具有普通光所不具有的特點:即三好(單色性好、相乾性好、方向性好)一高(亮度高)。
1 單色性好:普通光源發射的光子,在頻率上是各不相同的,所以包含有各種顏色。而激光發射的各個光子頻率相同,因此激光是最好的單色光源。
由於光的生物效應強烈地依賴於光的波長,使得激光的單色性在臨床選擇性治療上獲得重要應用。此外,激光的單色特性在光譜技術及光學測量中也得到廣泛應用,已成為基礎醫學研究與臨床診斷的重要手段。
2 相乾性好:由於受激輻射的光子在相位上是一致的,再加之諧振腔的選模作用,使激光束橫截面上各點間有固定的相位關系,所以激光的空間相乾性很好(由自發輻射產生的普通光是非相干光)。激光為我們提供了最好的相干光源。正是由於激光器的問世,才促使相干技術獲得飛躍發展,全息技術才得以實現。
3 方向性好:激光束的發散角很小,幾乎是一平行的光線,激光照射到月球上形成的光斑直徑僅有1公里左右。而普通光源發出的光射向四面八方,為了將普通光沿某個方向集中起來常使用聚光裝置,但即便是最好的探照燈,如將其光投射到月球上,光斑直徑將擴大到1 000公里以上。
激光束的方向性好這一特性在醫學上的應用主要是激光能量能在空間高度集中,從而可將激光束製成激光手術刀。另外,由幾何光學可知,平行性越好的光束經聚焦得到的焦斑尺寸越小,再加之激光單色性好,經聚焦後無色散像差,使光斑尺寸進一步縮小,可達微米級以下,甚至可用作切割細胞或分子的精細的「手術刀」。
4 亮度高:激光的亮度可比普通光源高出1012-1019倍,是目前最亮的光源,強激光甚至可產生上億度的高溫。激光的高能量是保證激光臨床治療有效的最可貴的基本特性之一。利用激光的高能量還可使激光應用於激光加工工業及國防事業等。

3. 激光的基本特性

在激光發明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯（光照度的單位），顏色鮮紅，激光光斑肉眼可見。若用功率最強的探照燈照射月球，產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出，能量密度自然極高。
激光的亮度與陽光之間的比值是百萬級的，而且它是人類創造的。
激光的顏色
激光的顏色取決於激光的波長，而波長取決於發出激光的活性物質，即被刺激後能產生激光的那種材料。刺激紅寶石就能產生深玫瑰色的激光束，它應用於醫學領域，比如用於皮膚病的治療和外科手術。公認最貴重的氣體之一的氬氣能夠產生藍綠色的激光束，它有諸多用途，如激光印刷術，在顯微眼科手術中也是不可缺少的。半導體產生的激光能發出紅外光，因此我們的眼睛看不見，但它的能量恰好能解讀激光唱片，並能用於光纖通訊。但有的激光器可調節輸出激光的波長。
激光分離技術
激光分離技術主要指激光切割技術和激光打孔技術。激光分離技術是將能量聚焦到微小的空間，可獲得105~1015W/cm2極高的輻照功率密度，利用這一高密度的能量進行非接觸、高速度、高精度的加工方法。在如此高的光功率密度照射下，幾乎可以對任何材料實現激光切割和打孔。激光切割技術是一種擺脫傳統的機械切割、熱處理切割之類的全新切割法，具有更高的切割精度、更低的粗糙度、更靈活的切割方法和更高的生產效率等特點。激光打孔方法作為在固體材料上加工孔方法之一，已成為一項擁有特定應用的加工技術，主要運用在航空、航天與微電子行業中。 光的顏色由光的波長（或頻率）決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽輻射出的可見光段的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間，對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一，但仍有一定的分布范圍。如氖燈只發射紅光，單色性很好，被譽為單色性之冠，波長分布的范圍仍有0.00001納米，因此氖燈發出的紅光，若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長分布區間越窄，單色性越好。
激光器輸出的光，波長分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分布范圍可以窄到μm級別，是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。 光子的能量是用E=hv來計算的，其中h為普朗克常量，v為頻率。由此可知，頻率越高，能量越高。激光頻率范圍3.846×10^（14）Hz到7.895×10^（14）Hz。
電磁波譜可大致分為：
（1）無線電波——波長從幾千米到0.3米左右，一般的電視和無線電廣播的波段就是用這種波；
（2）微波——波長從0.3米到10^-3米，這些波多用在雷達或其它通訊系統；
（3）紅外線——波長從10^-3米到7.8×10^-7米；
（4）可見光——這是人們所能感光的極狹窄的一個波段。波長從780—380nm。光是原子或分子內的電子運動狀態改變時所發出的電磁波。由於它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分；
（5）紫外線——波長從3 ×10^-7米到6×10^-10米。這些波產生的原因和光波類似，常常在放電時發出。由於它的能量和一般化學反應所牽涉的能量大小相當，因此紫外光的化學效應最強；
（6）倫琴射線(X射線)—— 這部分電磁波譜，波長從2×10^-9米到6×10^-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內層電子由一個能態跳至另一個能態時或電子在原子核電場內減速時所發出的；
（7）伽馬射線——是波長從10^-10～10^-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內發出來的，放射性物質或原子核反應中常有這種輻射伴隨著發出。γ射線的穿透力很強，對生物的破壞力很大。由此看來，激光能量並不算很大，但是它的能量密度很大（因為它的作用范圍很小，一般只有一個點），短時間里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。 1、熱效應
2、光化學效應
3、壓強作用、電磁場效應和生物刺激效應。
壓強作用和電磁場效應主要由中等功率以上的激光所產生，光化學效應在低功率激光照射時特別重要，熱效應存在於所有的激光照射，而生物刺激作用只發生在弱激光照射時。

4. 請問激光的特性有哪些

您好，激光特性與普通光源相比有這些特點：1.單色性好。2.方向性好。3亮度高。4.相乾性好。

5. 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/

6. 新型半導體激光器有哪些技術特點

半導體激光器激光器優點是體積小，重量輕，運轉可靠，耗電少，效率高等特點

封裝技術

技術介紹

半導體激光器封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而半導體激光器封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作，輸出：可見光的功能，既有電參數，又有光參數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用於半導體激光器。

發光部分

半導體激光器的核心發光部分是由p型和n型半導體構成的pn結管芯，當注入pn結的少數載流子與多數載流子復合時，就會發出可見光，紫外光或近紅外光。但pn結區發出的光子是非定向的，即向各個方向發射有相同的幾率，因此，並不是管芯產生的所有光都可以釋放出來，這主要取決於半導體材料質量、管芯結構及幾何形狀、封裝內部結構與包封材料，應用要求提高半導體激光器的內、外部量子效率。常規Φ5mm型半導體激光器封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯粘結或燒結在引線架上，管芯的正極通過球形接觸點與金絲，鍵合為內引線與一條管腳相連，負極通過反射杯和引線架的另一管腳相連，然後其頂部用環氧樹脂包封。

反射杯的作用是收集管芯側面、界面發出的光，向期望的方向角內發射。頂部包封的環氧樹脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護管芯等不受外界侵蝕；採用不同的形狀和材料性質(摻或不摻散色劑)，起透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發散角；管芯折射率與空氣折射率相關太大，致使管芯內部的全反射臨界角很小，其有源層產生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯內部經多次反射而被吸收，易發生全反射導致過多光損失，選用相應折射率的環氧樹脂作過渡，提高管芯的光出射效率。用作構成管殼的環氧樹脂須具有耐濕性，絕緣性，機械強度，對管芯發出光的折射率和透射率高。選擇不同折射率的封裝材料，封裝幾何形狀對光子逸出效率的影響是不同的，發光強度的角分布也與管芯結構、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若採用尖形樹脂透鏡，可使光集中到半導體激光器的軸線方向，相應的視角較小；如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平面型，其相應視角將增大。
驅動電流

一般情況下，半導體激光器的發光波長隨溫度變化為0．2-0．3nm／℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當正向電流流經pn結，發熱性損耗使結區產生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，半導體激光器的發光強度會相應地減少1％左右，封裝散熱；時保持色純度與發光強度非常重要，以往多採用減少其驅動電流的辦法，降低結溫，多數半導體激光器的驅動電流限制在20mA左右。但是，半導體激光器的光輸出會隨電流的增大而增加，目前，很多功率型半導體激光器的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級，需要改進封裝結構，全新的半導體激光器封裝設計理念和低熱阻封裝結構及技術，改善熱特性。例如，採用大面積晶元倒裝結構，選用導熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應用設計中，PCB線路板等的熱設計、導熱性能也十分重要。

7. 半導體激光的工作原理及特點

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。半導體激光器優點是體積小、重量輕、運轉可靠、耗電少、效率高等。 封裝技術 技術介紹 半導體激光器封裝技術大都是在分立器件封裝技術基礎上發展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而半導體激光器封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作、輸出可見光的功能。既有電參數，又有光參數的設計及技術要求，無法簡單地將分立器件的封裝用於半導體激光器

8. 半導體激光器的應用和特點

半導體激光器在激光打標機上應用的比較多。武漢暢新激光專業生產半導體激專光打標機，可標記各種金屬材料。屬適用於要求更精細、精度更高的加工需求。廣泛應用於電子元器件、手機通訊、鍾表眼鏡、汽車摩托車配件、塑料按鍵、五金、餐具、五金工具、儀表、衛浴潔具、醫療器械、工藝品、PVC管材、家用電器、標牌和包裝等行業。

9. 激光有哪些特性

激光的許多基本特性與普通光線相同，但也有它的一些特性：（1）高亮度，能量非常集中，是目前最亮的光源，功率1毫瓦的氦氖激光器所產生的激光的亮度要比太陽光強100倍；（2）方向性好，基本沿直線傳播；（3）色調純正、鮮明；（4）相乾性好。這些特色，使激光在工農業、醫學、國防等方面得到廣泛應用。

激光作用於生物體上，可產生熱、光、機械壓力、電磁場等四種效應，並以不同的形式應用於醫學。用激光刀在外科切割、燒灼和焊接，取得了很好的效果，並逐漸在臨床各科得到了應用。

當然，激光是由激光器產生的。醫學上常用的激光器有：（1）固體激光器，如紅寶石激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、釹玻璃激光器等；（2）氣體激光器，如二氧化碳激光器、氦氖激光器和氦鎘激光器。此外，還有液體激光器、化學激光器及半導體激光器。

用激光刀做手術，切割組織損傷少，出血少，止血快，無感染，術後傷口癒合快，疤痕少；用於骨科切骨快速，不會引起骨脆裂，利於骨的再生癒合。

利用激光的燒灼作用，不僅可以治療各種糜爛、潰瘍和炎症，還可以治療體表腫瘤、燒傷結痂、皮膚癌等。

激光的焊接作用廣泛用於眼科，如焊接視網膜剝離的破口，可取得立竿見影的效果。用激光作虹膜切開術可治療青光眼、虹膜睫狀體炎、先天性瞳孔膜閉等，成功率在80%以上。

激光與其他高新技術結合，在醫療中更是大顯身手。如纖維內窺鏡氬激光器，讓激光藉助光導纖維直接到達胃腸、膀胱等臟器，直接治療內臟出血或切除表淺腫瘤。國外已有用激光光導纖維清除血管內壁動脈粥樣硬化斑塊的報道。「心臟移植」夢想成真

不少心臟病人到了晚期，心臟功能完全損傷，甚至心臟的形態、結構都遭到嚴重破壞。到了這種地步，以往很長時間，醫生都束手無策。

10. 半導體激光器的特性

laser diode是以半導體來材料為工作物質的一類激光源器件。除了具有激光器的共同特點外，還具有以下優點：(1) 體積小，重量輕；
(2) 驅動功率和電流較低；
(3) 效率高、工作壽命長；
(4) 可直接電調制；
(5) 易於與各種光電子器件實現光電子集成；
(6) 與半導體製造技術兼容；可大批量生產。由於這些特點，半導體激光器自問世以來得到了世界各國的廣泛關注與研究。成為世界上發展最快、應用最廣泛、最早走出實驗室實現商用化且產值最大的一類激光器。經過40多年的發展，半導體激光器已經從最初的低溫77K、脈沖運轉發展到室溫連續工作、工作波長從最開始的紅外、紅光擴展到藍紫光；閾值電流由105 A/cm2量級降至102 A/cm2量級；工作電流最小到亞mA量級；輸出功率從幾mW到陣列器件輸出功率達數kW；結構從同質結發展到單異質結、雙異質結、量子阱、量子阱陣列、分布反饋型、DFB、分布布拉格反射型、DBR等270多種形式。製作方法從擴散法發展到液相外延、LPE、氣相外延、VPE、金屬有機化合物淀積、MOCVD、分子束外延、MBE、化學束外延、CBE等多種制備工藝。