哪些是典型的雙異質結半導體激光器
Ⅰ 為什麼雙異質結半導體激光器比同質結半導體激光器有低得多的閾值電流密度
異質結就是由帶隙及折射率都不同的兩種半導體材料構成的PN結。同質專結就是同一屬種半導體形成的結。雙異質結是利用不同折射率的材料對光波進行限制,利用不同帶隙的材料對載流子進行限制。拿P-P-N型雙異質結激光器來說,注入到「結」界面處的載流子受到異質結的阻擋,形成很好的側向限制,產生所謂的超注入現象。這就像是十字路口堵車一樣,這些載流子擠在一塊,導緻密度顯著增加,只要加很小的泵浦電壓即可以實現粒子束反轉。而同質結激光器則沒有這種情況,它的能帶圖不像雙異質結的那樣在「結」處有褶皺,而是平坦的,載流子不會在「結」處擁堵,密度遠小於雙異質結在「結」處的載流子密度。這導致了泵浦時它們閾值電流密度的差異。
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Ⅱ 光纖激光器和半導體激光器的區別
光纖抄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。
Ⅲ 半導體激光器有什麼用途
半導體激光材料有幾十種,最成熟的有砷化鎵和鎵鋁砷等。由於半導體激版光器體權積小、重量輕、壽命長、效率高和結構簡單,所以,在航天器、飛機、軍艦、車輛上應用特別適宜。這種激光器工作波長范圍寬,而且可以通過外加電場、磁場、溫度和壓力等改變激光的波長,調諧控制方便。由於半導體激光器製作得小巧玲瓏,總功率不高,適合於低功率系統使用。
此外,還有功率巨大的化學激光器、短波準分子激光器和自由電子激光器等。
Ⅳ 為什麼半導體激光器快軸方向發散角遠遠大於慢軸方向
半導體激光器發光一般長條的,快軸方向的發光被壓縮小了,所以發散角就要大於慢軸方向了
激光器的光斑越小發散角越大了
Ⅳ 同質結半導體激光器和異質結半導體激光器的分別是什麼各自的特點是什麼
同質結就是同種材料通過不同參雜形成PN結,異質結就是不同種材料通過參雜形成的PN結。
Ⅵ 簡訴半導體激光器的構成及各部分作用
半導體激光器是用半導體材料作為工作物質的激光器,由於物質結構上的差異,不同種類產生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。 半導體激光器件,可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激光器和單異質結激光器在室溫時多為脈沖器件,而雙異質結激光器室溫時可實現連續工作。
半導體激光器是以一定的半導體材料做工作物質而產生激光的器件。.其工作原理是通過一定的激勵方式,在半導體物質的能帶(導帶與價帶)之間,或者半導體物質的能帶與雜質(受主或施主)能級之間,實現非平衡載流子的粒子數反轉,當處於粒子數反轉狀態的大量電子與空穴復合時,便產生受激發射作用。半導體激光器的激勵方式主要有三種,即電注入式,光泵式和高能電子束激勵式。電注入式半導體激光器,一般是由砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等材料製成的半導體面結型二極體,沿正向偏壓注入電流進行激勵,在結平面區域產生受激發射。光泵式半導體激光器,一般用N型或P型半導體單晶(如GaAS,InAs,InSb等)做工作物質,以其他激光器發出的激光作光泵激勵.高能電子束激勵式半導體激光器,一般也是用N型或者P型半導體單晶(如PbS,CdS,ZhO等)做工作物質,通過由外部注入高能電子束進行激勵。在半導體激光器件中,性能較好,應用較廣的是具有雙異質結構的電注入式GaAs二極體激光器。
半導體激光器的核心發光部分為激光二極體,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。
核心零件激光二極體:
Ⅶ 半導體激光器和激光器的區別
激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發的物質中放大或振盪發射的器件。
激光工作物質是指用來實現粒子數反轉並產生光的受激輻射放大作用的物質體系,有時也稱為激光可攜式激光器增益媒質,它們可以是固體(晶體、玻璃)、氣體(原子氣體、離子氣體、分子氣體)、半導體和液體等媒質。
激光工作物質的主要要求,是盡可能在其工作粒子的特定能級間實現較大程度的粒子數反轉,並使這種反轉在整個激光發射作用過程中盡可能有效地保持下去;為此,要求工作物質具有合適的能級結構和躍遷特性。
半導體激光器是用半導體材料作為工作物質的激光器,由於物質結構上的差異,不同種類產生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。 半導體激光器件,可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激光器和單異質結激光器室溫時多為脈沖器件,而雙異質結激光器室溫時可實現連續工作。
半導體激光器的分類
(1)異質結構激光器
(2)條形結構激光器
(3)GaAIAs/GaAs激光器
(4)InGaAsP/InP激光器
(5)可見光激光器
(6)遠紅外激光器
(7)動態單模激光器
(8)分布反饋激光器
(9)量子阱激光器
(10)表面發射激光器
(11)微腔激光器
Ⅷ 發光二極體和半導體激光器的優缺點是什麼
發光二極體
它的優點:亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電專路匹配、驅屬動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩定。
在電工儀器及控制設備中廣泛用作信號、狀態指示、數碼顯示以及各種圖形顯示等。
它的主要缺點是LED的價位很高,尤其是高亮度級的或特殊顏色的。
半導體激光器
前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成。其特點是:尺寸小,耦合效率高,響應速度快,波長和尺寸與光纖尺寸適配,可直接調制,相乾性好。