Технологично развитие и области на приложение на полупроводникови лазери

1. Въведение вПолупроводникови лазери
Полупроводниковите лазери са известни като лазерни диоди, тъй като използват полупроводникови материали като работен материал, така че се наричат ​​полупроводникови лазери. Полупроводниковият лазер се състои от влакнесто-свързан полупроводников лазерен модул, устройство за комбиниране на лъч, кабел за предаване на лазерна енергия, система за захранване, система за управление и механична структура и т.н., и реализира лазерен изход под задвижването и наблюдението на захранващата система и системата за управление. Често използваните работни вещества на полупроводниковите лазери включват главно галиев арсенид (GaAs), кадмиев сулфид (CdS), индиев фосфид (InP), цинков сулфид (ZnS) и др. Според различните работни вещества има три основни метода на възбуждане: електрически инжекция, помпа и възбуждане с високоенергиен електронен лъч.

(1) Електрически инжектираните полупроводникови лазери обикновено използват GaAS, CdS, InP, ZnS и други работни вещества като основни материали за направата на полупроводникови диоди за повърхностно свързване. При получаване на електрическо инжектиране, токът, инжектиран по предното отклонение, е Работното вещество се възбужда, за да произведе стимулирано излъчване в областта на възловата равнина.
(2) Лазери от тип Punp, обикновено съставени от монокристали на германий с дупки като носители (монокристали на полупроводник P-тип) или монокристали на германий с електрони като носители (полупроводници от тип N), легирани с акцепторни примеси в кристала. Полупроводников монокристал) се използва като работен материал, а лазерът, излъчван от други лазери, се използва като помпа за възбуждане за реализиране на инверсия на популацията.
(3) Високоенергийните полупроводникови лазери, възбуждани от електронен лъч, като цяло са подобни на лазерите от тип помпа при избора на работни материали, като се използват и полупроводникови германиеви монокристали. Заслужава обаче да се отбележи, че високоенергийните електронни лъчи се използват при избора на монокристали на полупроводник тип P. Възбудените полупроводникови лазери се основават главно на PbS. CbS и ZnO са основните.

2. Размер на пазара на диоден лазер

Полупроводниковите лазери имат предимствата на малък размер, леко тегло, дълъг живот, висока оперативна надеждност, ниска консумация на енергия, висока електрооптична ефективност на преобразуване, лесно масово производство и ниска цена. Принтерите и др. са широко разпространени, покривайки цялата област на оптоелектрониката.

С непрекъснатото развитие и пробив на технологиите, полупроводниковите лазери се развиват в посока на по-къса дължина на вълната на излъчване, по-висока мощност на излъчване, ултра-малък размер и дълъг живот, така че да отговорят на нуждите на различни приложения, а продуктовите категории стават все по-обилни. Също така се използва широко в лазерна обработка, 3D печат, лазерен радар, лазерно измерване на разстояние, военни, медицински и науки за живота. В допълнение, чрез свързване към оптично влакно за предаване, високомощните директни полупроводникови лазери са широко използвани в областта на рязането и заваряването.

3. Приложение на полупроводниковите лазери в областта на оптоелектрониката
(1) Комуникация с оптични влакна. Полупроводниковият лазер е единственият практичен източник на светлина за комуникационна система с оптични влакна, а комуникацията с оптични влакна се превърна в основния поток на съвременната комуникационна технология.
(2) Достъп до CD. Полупроводниковите лазери са били използвани в оптичното съхранение на дискове и най-голямото му предимство е, че количеството съхранявана информация за звук, текст и изображения е много голямо. Използването на сини и зелени лазери може значително да подобри плътността на съхранение на оптичните дискове.
(3) Спектрален анализ. Далечните инфрачервени регулируеми полупроводникови лазери са били използвани при анализ на газове в околната среда, мониторинг на замърсяването на въздуха, изгорели газове на превозни средства и т.н. Може да се използва в индустрията за наблюдение на процеса на отлагане на пари.
(4) Оптична обработка на информация. Полупроводниковите лазери се използват в оптичните информационни системи. Двуизмерните масиви от повърхностно излъчващи полупроводникови лазери са идеални източници на светлина за оптични системи за паралелна обработка, които ще се използват в компютри и оптични невронни мрежи. 5) Лазерна микрофабрикация. С помощта на високоенергийни ултра-къси светлинни импулси, генерирани от Q-switched полупроводникови лазери, интегралните схеми могат да се режат и пробиват.
(5) Лазерна аларма. Полупроводниковите лазерни аларми са широко използвани, включително аларми против кражба, аларми за нивото на водата и аларми за разстояние до превозни средства.
(6) Лазерни принтери. Полупроводниковите лазери с висока мощност вече се използват в лазерните принтери. Използването на сини и зелени лазери може значително да подобри скоростта и разделителната способност на печат.
(7) Лазерен баркод скенер. Полупроводниковите лазерни баркод скенери са широко използвани при продажбата на стоки и управлението на книги и файлове.
(8) Лазерна телевизия с висока разделителна способност. В близко бъдеще на пазара могат да бъдат пуснати полупроводникови лазерни телевизори без електроннолъчеви тръби. Той използва червени, сини и зелени лазери, а консумацията му на енергия се оценява на 20 процента по-ниска от тази на съществуващите телевизори.

4. Къде е бъдещето на полупроводниковите лазери?

Понастоящем най-голямото приложение на полупроводниковите лазери е като източник на помпа за оптични лазери и лазери в твърдо състояние. Когато полупроводниковият лазер се използва като източник на помпа на оптичния лазер, структурата на помпената система може да бъде фундаментално опростена чрез увеличаване на мощността на единицата и нивото на мощност на помпата може да бъде увеличено. Тъй като влакнестите лазери и лазерите в твърдо състояние имат все по-високи изисквания за изходна мощност, по-високи изисквания се поставят и към мощността на полупроводниковите източници на помпа.

Поради ограничението на качеството на лъча е трудно традиционните полупроводникови лазери да се използват директно за рязане на метал. През последните години, с подобряването на технологията за свързване на полупроводници и постепенното развитие на новата технология за комбиниране на лъчи, някои полупроводникови лазери с оптична мощност над киловат също могат да отговорят на изискванията за качество на режещия лъч. В допълнение, поради разнообразието от дължини на вълните на полупроводниковия лазер, дължината на вълната на полупроводниковите лазери с къса дължина на вълната е много близка до максимума на абсорбцията на дължината на вълната на алуминия. Ето защо в автомобилната индустрия мощните полупроводникови лазери са много подходящи за заваряване на алуминиеви каросерии на автомобили. Понастоящем полупроводникови лазери с лазерна изходна мощност между 2KW и 6KW са широко използвани в производствения процес на автомобилната индустрия.

В областта на директната обработка на материали, качеството на лъча на полупроводниковите лазери е трудно да се надмине това на лазерите с влакна. Въпреки това, при приложения за заваряване и рязане на тънки пластини, полупроводниковите лазери са много подходящи. Разработването на високомощни полупроводникови лазери даде възможност за много важни приложения. Тези лазери замениха много традиционни технологии и ни донесоха много нови продукти.

Най-общо казано, поради непрекъснатото развитие на технологиите, областите на приложение на полупроводниковите лазери непрекъснато се променят и тези промени все още се случват. Като цяло полупроводниковите лазери се развиват към по-къси дължини на вълните на емисиите и по-високи емисионни мощности, за да отговорят на настоящите изисквания на пазара.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.