Co je to polovodičový laser?（část Ⅱ）

Polovodičové lasery patří do druhu pevnolátkového laseru, je polovodičovým materiálem jako laserové médium, do oblasti zdroje proudu injekční diody jako čerpací režim laserové diody (elektronem excitované záření produkující světlo). Polovodičový laser má ze všech druhů laserů nejlepší účinnost přeměny energie (účinnost elektrooptické přeměny přímo aplikovaných vysoce výkonných polovodičových laserových součástek může dosáhnout až 60-70 procent). Může být použit jako zdroj jádra vláknového laseru, pevného laseru a dalších druhů optického čerpacího laseru a podporuje rychlý vývoj technologie vláknového laseru a pevného laseru.(Pokračujte částí Ⅰ)

3. Historie vývoje polovodičového laseru

Polovodičový laser na počátku 60. let minulého století je homogenní přechodový laser, což je pn přechodová dioda vyrobená z určitého druhu materiálu. Při vstřikování dopředného proudu jsou elektrony kontinuálně vstřikovány do P-zóny a otvory jsou kontinuálně vstřikovány do N-zóny. V důsledku toho je obrácení distribuce nosičů realizováno v původní oblasti vyčerpání pn spojení. Protože rychlost migrace elektronů je vyšší než rychlost migrace děr, dochází za určitých podmínek k záření a rekombinaci v aktivní oblasti, emitování fluorescence a laseru. Jedná se o druh polovodičového laseru, který může pracovat pouze ve formě pulsu. Druhým stupněm vývoje polovodičového laseru je heterostrukturní polovodičový laser, který se skládá ze dvou tenkých vrstev polovodičových materiálů s rozdílným odstupem pásma, jako jsou GaAs a GaAlAs. Jako první se objevil jednoduchý heterostrukturní laser (1969). Aby se snížila prahová proudová hustota přechodu GaAsP-N, je hodnota SHLD o jeden řád nižší než u laseru s homogenním přechodem, ale SHLD stále nemůže pracovat nepřetržitě při pokojové teplotě.

Od konce 70. let se polovodičový laser rozvíjí dvěma směry, jedním je informační laser pro účely přenosu informací a druhým je výkonový laser za účelem zlepšení optického výkonu. Poháněno aplikací čerpaného pevnolátkového laseru, vysoce výkonného polovodičového laseru (trvalý výstupní výkon nad 100 mw, pulzní výstupní výkon nad 5 W, lze nazvat vysoce výkonný polovodičový laser).

V 90. letech minulého století došlo k průlomovému pokroku, který se vyznačoval výrazným zvýšením výstupního výkonu polovodičových laserů. Vysoce výkonné polovodičové lasery na úrovni kilowattů byly komercializovány v zahraničí a výkon domácích vzorkových zařízení dosáhl 600 W. Pokud by z hlediska rozšíření laserového pásma do aplikace vstoupil první infračervený polovodičový laser, následovalo velké množství 670nm červeného polovodičového laseru a pak, vlnové délky 650nm, 635nm vyšlo modré světlo, modré světlo polovodičový laser byl úspěšně vyvinut, 10mW fialový a dokonce ultrafialový polovodičový laser, je také ve vývoji. Na konci 90. let byly rychle vyvinuty povrchově emitující lasery a lasery emitující povrch s vertikální dutinou a bylo zvažováno mnoho aplikací v ultraparalelní optoelektronice. V optických systémech byla použita zařízení 980nm, 850nm a 780nm. V současné době se ve vysokorychlostních sítích gigabitového Ethernetu používají lasery s povrchem vyzařujícím vertikální dutinu.

4. Aplikace polovodičového laseru

Polovodičový laser je zralejší dříve, s rychlejším pokrokem třídy laserů, kvůli jeho širokému rozsahu vlnových délek, jednoduché výrobě, nízké ceně, snadné hromadné výrobě a kvůli malým rozměrům, nízké hmotnosti a dlouhé životnosti, proto jsou rozmanité rychlého vývoje. , široký rozsah použití, má více než 300 druhů.

1) Aplikace v průmyslu a technice

① Komunikace pomocí optických vláken. Polovodičový laser je praktickým světelným zdrojem komunikačního systému s optickým vláknem. Komunikace pomocí optických vláken se stala hlavním proudem moderní komunikační technologie.

②Přístup k optickému disku. Polovodičové lasery se již používají v paměti optických disků, což má tu výhodu, že uchovává velké množství informací o zvuku, textu a obrázcích. Použití modrých a zelených laserů může výrazně zlepšit hustotu ukládání CD.

③Spektrální analýza. Daleko infračervený laditelný polovodičový laser se používá při analýze plynů v životním prostředí, monitorování znečištění ovzduší, výfukových plynů automobilů a tak dále. Může být použit v průmyslu pro monitorování procesu depozice plynu.

④ Optické zpracování informací. Polovodičové lasery byly použity v optických informačních systémech. Polovodičové laserové dvourozměrné pole s povrchovou emisí je ideálním zdrojem světla pro optické paralelní zpracovatelské systémy, které najdou uplatnění v počítačích a optických neuronových sítích.

⑤ Laserová mikrovýroba. S pomocí vysokoenergetického ultra-shire laseru vyrobeného Q spínacím polovodičovým laserem lze integrovaný obvod řezat, děrovat atd.

⑥ Laserový alarm. Polovodičový laserový alarm je široce používán, včetně alarmu proti vloupání, alarmu hladiny vody, alarmu vzdálenosti auta atd.

⑦ Laserová tiskárna. Vysoce výkonné polovodičové lasery se již používají v laserových tiskárnách. Použití modrých a zelených laserů může výrazně zlepšit rychlost tisku a rozlišení.

⑧ Laserový snímač čárových kódů. Polovodičové laserové snímače čárových kódů našly široké uplatnění při prodeji zboží, ale i při správě knih a archivů.

⑨Pumpujte pevnolátkový laser. Jedná se o důležitou aplikaci vysoce výkonných polovodičových laserů, které lze použít k nahrazení původní atmosférické lampy a vytvoření celopevnolátkového laserového systému.

⑩ Laserová televize s vysokým rozlišením. V blízké budoucnosti by mohly být na trh uvedeny polovodičové laserové televizory bez katodových trubic, využívající červené, modré a zelené lasery, které podle odhadů spotřebují o 20 procent méně energie než stávající sady.

2) Aplikace v lékařském a biologickém výzkumu

① Laserová operace. Polovodičové lasery se používají pro excizi měkkých tkání, tkáňové vazby, koagulaci a vaporizaci. V této technologii se hojně využívá všeobecná chirurgie, plastická chirurgie, dermatologie, urologie, porodnictví, gynekologie atd.

②Laserová dynamická terapie. Fotosenzitivní látky, které mají afinitu k nádoru, se selektivně shromažďují v rakovinné tkáni a rakovinná tkáň je ozařována polovodičovým laserem za vzniku reaktivních forem kyslíku s cílem učinit ji nekrotickou, aniž by došlo k poškození zdravé tkáně.

③ Výzkum přírodních věd. "Optické pinzety", které používají polovodičové lasery k vytrhávání živých buněk nebo chromozomů a jejich přesunutí kamkoli chtějí, byly použity ke zlepšení buněčné syntézy, buněčných interakcí a forenzní diagnostiky.

Kontaktní informace:

Pokud máte nějaké nápady, neváhejte se na nás obrátit. Bez ohledu na to, kde jsou naši zákazníci a jaké jsou naše požadavky, budeme sledovat náš cíl poskytovat našim zákazníkům vysokou kvalitu, nízké ceny a nejlepší služby.