半導體激光器有什麼光譜特性

⑴ 誰能幫我畫個半導體激光器的光譜特性圖

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⑵ 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。

⑶ 什麼是光電元件的光譜特性

光源光譜特性：
自變數：光的頻率或波長，應變數：光的能量，
光電元件光譜特性：
自變數：光的頻率或波長，應變數：光能的轉換效率，
基本一致：不介紹了。

⑷ 半導體激光器激光光譜與注入電流的關系是什麼

激光器在不同注入電流下會進入不同的模式，一定的電流范圍內可能單模工作，電流變化後可能多模工作，單模的光譜集中於一個波長附近呈現單峰，多模的光譜呈現多峰。

⑸ 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/

⑹ 激光光譜具有哪些特性

在激光沒有發展之前，由於所有的光譜方法都無法消除因原子（或分子）運動所引起的多普勒加寬，致使光譜解析度始終無法突破這一限制，不管你採用多麼大的光柵和多麼好的法布里－珀羅干涉儀，其光譜解析度卻只能停留在10的4次方～10的6次方的量級。這已成為高分辨光譜學發展的一個重大障礙。激光出現以後，情況發生了革命性變化，科學家們利用激光與物質相互作用的非線性效應，如飽和吸收、雙光子過程，以及瞬態光學效應等，不僅可以突破原子多普勒加寬給高分辨光譜帶來的限制，甚至還可突破自然線寬的限制，實現亞自然線寬的超高光譜解析度。

⑺ 半導體激光器發出的激光是相干光還是非相干光激光還有哪些特性

是相干光，不過普通的半導體譜線寬度比較寬，相干長度非常短，需要光程基本重合才能產生干涉了

⑻ 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。

⑼ 半導體激光器都有哪些優勢

半導體激光器體積小、重量輕、壽命長、結構簡單，因此，特別適於在專飛機、軍屬艦、車輛和宇宙飛船上使用。有些半導體激光器可以通過外加的電場、磁場、溫度、壓力等改變激光的波長，即所謂的調諧，可以很方便地對輸出光束進行調制；半導體激光器的波長范圍為0.32－34微米，較寬廣。它能將電能直接轉換為激光能，效率已達10%以上。

⑽ 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。