Какво представляват полупроводниковите лазери? (Част Ⅱ)

Полупроводникови лазери принадлежи към вид лазер в твърдо състояние, е полупроводников материал като лазерна среда, към регион на източник на диод за инжектиране на ток като режим на изпомпване на лазерен диод (електронно възбудено лъчение за производство на светлина). Сред всички видове лазери, полупроводниковият лазер има най-добра ефективност на преобразуване на енергия (ефективността на електрооптичното преобразуване на високомощни полупроводникови лазерни компоненти, приложени директно, може да достигне до 60-70 процента). Може да се използва като основен източник на помпа за фибролазер, солиден лазер и други видове оптичен лазер за изпомпване и насърчава бързото развитие на фибролазерната и солидна лазерна технология.(Продължете с част Ⅰ)

3. История на развитието на полупроводниковия лазер

Полупроводниковият лазер в началото на 60-те години на миналия век е хомогенен преходен лазер, който представлява pn преходен диод, направен от вид материал. При инжектирането на ток в посока напред електроните се инжектират непрекъснато в P-зоната, а дупките непрекъснато се инжектират в N-зоната. В резултат на това обръщането на разпределението на носителите се реализира в първоначалния регион на изчерпване на pn прехода. Тъй като скоростта на миграция на електрони е по-бърза от скоростта на миграция на дупки, радиация и рекомбинация се появяват в активната област, излъчваща флуоресценция, и лазерът се появява при определени условия. Това е вид полупроводников лазер, който може да работи само под формата на импулс. Вторият етап в развитието на полупроводниковия лазер е хетероструктурният полупроводников лазер, който се състои от два тънки слоя полупроводникови материали с различна ширина на лентата, като GaAs и GaAlAs. Първо се появява единичен хетероструктурен лазер (1969 г.). За да се намали праговата плътност на тока на GaAsP-N прехода, стойността на SHLD е с един порядък по-ниска от тази на хомогенния преходен лазер, но SHLD все още не може да работи непрекъснато при стайна температура.

От края на 70-те години полупроводниковият лазер се развива в две посоки, едната е информационният лазер с цел предаване на информация, а другата е мощният лазер с цел подобряване на оптичната мощност. Задвижван от прилагането на изпомпван твърдотелен лазер, високомощен полупроводников лазер (непрекъсната изходна мощност над 100mw, импулсна изходна мощност над 5W, може да се нарече полупроводников лазер с висока мощност).

През 90-те години на миналия век беше постигнат пробив, белязан от значително увеличение на изходната мощност на полупроводниковите лазери. Високомощни полупроводникови лазери с киловатови нива са комерсиализирани в чужбина, а мощността на местните примерни устройства е достигнала 600 W. Ако от гледна точка на разширяването на лазерната лента, първият инфрачервен полупроводников лазер, последван от голям брой 670nm червен полупроводников лазер в приложението, а след това, дължина на вълната 650nm, 635nm излезе, синя светлина, синя светлина полупроводниковият лазер е успешно разработен, 10mW виолетов и дори ултравиолетов полупроводников лазер, също е в процес на разработка. В края на 90-те години повърхностно-излъчващите лазери и повърхностно-излъчващите лазери с вертикална кухина бяха разработени бързо и бяха разгледани много приложения в ултрапаралелната оптоелектроника. 980nm, 850nm и 780nm устройства са използвани в оптичните системи. Понастоящем лазери с повърхностно излъчване с вертикална кухина се използват в гигабитови Ethernet високоскоростни мрежи.

4. Приложението на полупроводников лазер

Полупроводниковият лазер е зрял по-рано, с по-бърз напредък от клас лазери, поради широкия си диапазон от дължини на вълните, просто производство, ниска цена, лесно масово производство и поради малкия размер, лек, дълъг живот, следователно, разновидности на бързо развитие , широка гама от приложения, има повече от 300 вида.

1) Приложение в индустрията и технологиите

① Комуникация с оптични влакна. Полупроводниковият лазер е практичният източник на светлина за комуникационна система с оптични влакна. Комуникацията с оптични влакна се превърна в основния поток на съвременната комуникационна технология.

②Достъп до оптичен диск. Полупроводниковите лазери вече се използват в оптичната дискова памет, която има предимството да съхранява голямо количество информация за звук, текст и изображения. Използването на сини и зелени лазери може значително да подобри плътността на съхранение на компактдискове.

③Спектрален анализ. Далечният инфрачервен регулируем полупроводников лазер е използван при анализ на газовете в околната среда, мониторинг на замърсяването на въздуха, автомобилни изгорели газове и т.н. Може да се използва в промишлеността за наблюдение на процеса на отлагане на газ.

④Оптична обработка на информация. Полупроводниковите лазери се използват в оптичните информационни системи. Повърхностно-емисионната полупроводникова лазерна двумерна матрица е идеален източник на светлина за оптични системи за паралелна обработка, които ще се използват в компютри и оптични невронни мрежи.

⑤Лазерна микрофабрикация. С помощта на високоенергийния ултраширов лазер, произведен от полупроводниковия лазер Q превключвател, интегралната схема може да бъде изрязана, щанцована и т.н.

⑥ Лазерна аларма. Полупроводниковата лазерна аларма е широко използвана, включително аларма срещу крадец, аларма за ниво на водата, аларма за разстояние на кола и др.

⑦лазерен принтер. 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.

⑧ Лазерен баркод скенер. Полупроводниковите лазерни баркод скенери са широко използвани при продажбата на стоки, както и при управлението на книги и архиви.

⑨Изпомпвайте твърдотелния лазер. Това е важно приложение на високомощни полупроводникови лазери, които могат да се използват за замяна на оригиналната атмосферна лампа и образуване на изцяло твърдотелна лазерна система.

⑩ Лазерна телевизия с висока разделителна способност. В близко бъдеще на пазара могат да бъдат пуснати полупроводникови лазерни телевизори без електроннолъчеви тръби, използващи червени, сини и зелени лазери, за които се смята, че консумират 20 процента по-малко енергия от съществуващите комплекти.

2) Приложения в медицинските изследвания и научните изследвания в областта на живота

① Лазерна хирургия. Полупроводниковите лазери се използват за изрязване на меки тъкани, тъканно свързване, коагулация и изпаряване. Общата хирургия, пластичната хирургия, дерматологията, урологията, акушерството, гинекологията и др. се използват широко в тази технология.

②Лазерна динамична терапия. Фоточувствителните вещества, които имат афинитет към тумора, се събират селективно в раковата тъкан и раковата тъкан се облъчва от полупроводниковия лазер, за да се произведат реактивни кислородни видове, целящи да я направят некротична, без да уврежда здравата тъкан.

③ Научни изследвания за живота. „Оптични пинсети“, които използват полупроводникови лазери, за да грабнат живи клетки или хромозоми и да ги преместят, където пожелаят, са били използвани за подобряване на клетъчния синтез, клетъчните взаимодействия и криминалистичната диагностика

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.