• 回到顶部
  • 15370369330
  • QQ客服
  • 微信二维码

半导体激光器结构特点与原理

首页    激光镭雕机器资讯    半导体激光器结构特点与原理

半导体激光器结构特点与原理

 半导体激光二极管是应用非常广泛的一种激光器,其发光原理与上述发光二极管的原理没有太大的并别,只是输出光为相干光,而不是非相干光.半导体激光二极管作为激光器的种,同样也必须满足有粒了数反转和光反馈两大功能.其使用的方法是向P型和N型限制层掺入杂质,使费米能级合法回复很符合地方符合法规很符合符合法规和对方回复很符合法规好地方合法的很符合符合法规回复广发华福和法规和问隔在PN结正向偏置下超过带隙实现粒了数反转;再利用与结平而相垂直的两个自然而A、B构成豇P腔半导体激光器结构原理简图及发光特性所示对于半导体激光器来说,在实际应用中必须提出两个要求:一是具有较低的门限电流值二是具有稳定的曲线.我们用异质结来代替同质结,

半导体激光器 


半导体激光器结构特点  波长范围较宽,价格低,应用广泛效率高、体积小,使用非常力便可通过光电转换的方式提高激光功率然而,半导体激光二极管最致命的弱点在于工作 定时间后其性能将逐渐退化,有些特性 发过火覆盖广泛鼓风机股份金刚法界宫股份结构化加共和国恢复激光加工和封建割据各回各家复合弓钢结构法规及交付给就将变质,而且这些变化是不可逆转的,最终导致激光管不能使用.这个缺陷在很大程度上限制了在 些必须长期工作、不便更换的场合使用.另外,普通半导体激光的单色性和方向性要比气体激光器的差,这 点在选用时也是值得注意的,人们也一直在试用各种方法进行改进,如利用分布反馈或采用量子阱结构等技术。 半导体激光器又称激光二极管(LD)。进入八十年代,人们吸收了半导体物理发展的最新成果,采用了量子阱(QW)和应变量子阱(SL-QW)等新颖性结构,引进了折射率调制Bragg发射器以及增强调制Bragg发射器最新技术,同时还发展了MBE、MOCVD及CBE等晶体生长技术新工艺,使得新的外延生长工艺能够精确地控制晶体生长,达到原子层厚度的精度,生长出优质量子阱以及应变量子阱材料。于是,制作出的LD,其阈值电流显著下降,转换效率大幅度提高,输出功率成倍增长,使用寿命也明显加长。 A 小功率LD 用于信息技术领域的小功率LD发展极快。例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈(DFB)和动态单模LD、窄线宽可调谐DFB-LD、用于光盘等信息处理技术领域的可见光波长(如波长为670nm、650nm、630nm的红光到蓝绿光)LD、量子阱面发射激光器以及超短脉冲LD等都得到实质性发展。这些器件的发展特征是:单频窄线宽、高速率、可调谐以及短波长化和光电单片集成化等。B 高功率LD 1983年,波长800nm的单个LD输出功率已超过100mW,到了1989年,0.1mm条宽的LD则达到3.7W的连续输出,而1cm线阵LD已达到76W输出,转换效率达39%。1992年,美国人又把指标提高到一个新水平:1cm线阵LD连续波输出功率达121W,转换效率为45%。现在,输出功率为120W、1500W、3kW等诸多高功率LD均已面世。高效率、高功率LD及其列阵的迅速发展也为全固化激光器,亦即半导体激光泵浦(LDP)的固体激光器的迅猛发展提供了强有力的条件。 近年来,为适应EDFA和EDFL等需要,波长980nm的大功率LD也有很大发展。最近配合光纤Bragg光栅作选频滤波,大幅度改善其输出稳定性,泵浦效率也得到有效提高。 半导体激光器 特点及应用范围 半导体二极管激光器是实用中最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。


半导体激光器结构工作原理及特点 半导体激光器工作原理是激励方式,利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光,用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光。  半导体激光器激光器优点是体积小,重量轻,运转可靠,耗电少,效率高等特点 半导体激光器结构封装技术 半导体激光器封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而半导体激光器封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见光的功能,既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于半导体激光器。 半导体激光器结构发光部分 半导体激光器的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高半导体激光器的内、外部量子效率。常规Φ5mm型半导体激光器封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。 反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作用:保护管芯等不受外界侵蚀;采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率相关太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性,绝缘性,机械强度,对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料,封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的,发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到半导体激光器的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。驱动电流 个加官进爵发一份非凡哥建行卡UI估计及规范化分工会尽快给菊花哥v钢结构光棍节一般情况下,半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。但是,半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加,目前,很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,需要改进封装结构,全新的半导体激光器封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如,采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,增大金属支架的表面积,焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中,PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。  广告费覆盖广泛就钢结构附近股股份合计钢结构附近呱唧呱唧估计官方很光滑共和国进入21世纪后,半导体激光器的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新,红、橙半导体激光器光效已达到100Im/W,绿半导体激光器为501m/W,单只半导体激光器的光通量也达到数十Im。半导体激光器芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式,在增加芯片的光输出方面,研发不仅仅限于改变材料内杂质数量,晶格缺陷和位错来提高内部效率,同时,如何改善管芯及封装内部结构,增强半导体激光器内部产生光子出射的几率,提高光效,解决散热,取光和热沉优化设计,改进光学性能,加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。 


2017年11月29日 15:20
浏览量:0
收藏
本网站由阿里云提供云计算及安全服务