半導(dǎo)體激光器的原理-wenkub.com
2025-04-26 04:53 本頁面
【正文】 ?綜上所述，半導(dǎo)體激光器要能正常工作必須具備以下 3個基本條件： ? 通過高濃度參雜 pn結(jié)的正向注入形成載流子分布發(fā)轉(zhuǎn)，使受激輻射占優(yōu)勢 ? 具有共振腔，以實現(xiàn)光量子放大 ? 正向電流密度達到或者超過閥值，即增益至少等于損耗 ? 半導(dǎo)體激光器發(fā)展歷史 ? 初期：半導(dǎo)體激光器是同質(zhì)結(jié)型激光器，它是在一種材料上制作的 pn結(jié)二極管在正向大電流注入下，電子不斷地向 p區(qū)注入，空穴不斷地向 n區(qū)注入 .于是，在原來的 pn結(jié)耗盡區(qū)內(nèi)實現(xiàn)了載流子分布的反轉(zhuǎn)，由于電子的遷移速度比空穴的遷移速度快，在有源區(qū)發(fā)生輻射、復(fù)合，發(fā)射出熒光，在一定的條件下發(fā)生激光，這是一種只能以脈沖形式工作的半導(dǎo)體激光器 . ? 半導(dǎo)體激光器發(fā)展的第二階段是異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器，它是由兩種不同帶隙的半導(dǎo)體材料薄層，如GaAs,GaAlAs所組成，最先出現(xiàn)的是單異質(zhì)結(jié)構(gòu)激光器（ 1969年） .單異質(zhì)結(jié)注入型激光是利用異質(zhì)結(jié)提供的勢壘（即空間電荷區(qū)化學(xué)勢）把注入電子限制在 GaAsP一 N結(jié)的 P區(qū)之內(nèi)，以此來降低閥值電流密度，其數(shù)值比同質(zhì)結(jié)激光器降低了一個數(shù)量級，但單異質(zhì)結(jié)激光器仍不能在室溫下連續(xù)工作 . ? 20世紀 70年代末開始，半導(dǎo)體激光器明顯向著兩個方向發(fā)展，一類是以傳遞信息為目的的信息型激光器 .另一類是以提高光功率為目的的功率型激光器 .在泵浦固體激光器等應(yīng)用的推動下，高功率半導(dǎo)體激光器（連續(xù)輸出功率在 100W 以上，脈沖輸出功率在 5W以上，均可稱之謂高功率半導(dǎo)體激光器）在 20世紀 90年代取得了突破性進展，其標志是半導(dǎo)體激光器的輸出功率顯著增加，國外千瓦級的高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)商品化，國內(nèi)樣品器件輸出已達到 600W，紅外半導(dǎo)體激光器，接著是 670nm紅光半導(dǎo)體激光器大量進入應(yīng)用，波長為 650nm,635nm的問世，藍綠光、藍光半導(dǎo)體激光器的相繼研制成功 ? ， 半導(dǎo)體激光器由于體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)可靠、耗電少、效率高等優(yōu)點廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機、激光掃描器、激光指示器（激光筆），軍事領(lǐng)域 ,如激光制導(dǎo)跟蹤、激光雷達、激光引信、光測距、激光通信電源、激光模擬武器等。必須需要共振腔作用 法布里 珀羅共振腔 ? 定義：用垂直于結(jié)面的兩個嚴格平行的晶體解離面作為天然反射鏡面 ? 當(dāng)一定頻率的受激發(fā)射沿平行于結(jié)平面的方向在反射面間來回反射且最終形成兩列方向相反的波疊加時，就會在共振腔形成駐波。然后，通過外加較高的正向偏置，形成分布反轉(zhuǎn)區(qū)，半導(dǎo)體pn結(jié)激光器的分布反轉(zhuǎn)區(qū)一般很薄，厚度只有 1微米，卻是激光器的核心部分，稱為有緣區(qū) ? 分布反轉(zhuǎn)只是半導(dǎo)體激光器
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