Šta su poluvodički laseri? (Dio Ⅱ)

Semiconductor Lasers pripada vrsti lasera u čvrstom stanju, poluvodički je materijal kao laserski medij, do regije izvora diode za ubrizgavanje struje kao režima pumpanja laserske diode (elektronsko pobuđeno zračenje za proizvodnju svjetlosti). Među svim vrstama lasera, poluvodički laser ima najbolju efikasnost konverzije energije (efikasnost elektro-optičke konverzije direktno primijenjenih komponenti poluvodičkog lasera velike snage može doseći do 60-70 posto). Može se koristiti kao osnovni izvor pumpe optičkog lasera, čvrstog lasera i drugih vrsta lasera za optičko pumpanje i promovira brzi razvoj tehnologije lasera s vlaknima i čvrstog lasera.(Nastavite s dijelom Ⅰ)

3. Istorija razvoja poluprovodničkog lasera

Poluprovodnički laser ranih 1960-ih je laser sa homogenim spojem, koji je pn spojna dioda napravljena od vrste materijala. Pod ubrizgavanjem struje naprijed, elektroni se kontinuirano ubrizgavaju u P-zonu, a rupe se kontinuirano ubrizgavaju u N-zonu. Kao rezultat toga, preokret raspodjele nosioca se ostvaruje u izvornom području iscrpljivanja pn spoja. Budući da je brzina migracije elektrona veća od brzine migracije rupa, radijacija i rekombinacija se javljaju u aktivnom području, emitirajući fluorescenciju, a laser se javlja pod određenim uvjetima. Ovo je vrsta poluvodičkog lasera koji može raditi samo u obliku impulsa. Druga faza u razvoju poluvodičkog lasera je heterostrukturni poluvodički laser, koji se sastoji od dva tanka sloja poluvodičkih materijala sa različitim razmacima pojasa, kao što su GaAs i GaAlAs. Jednostruki heterostrukturni laser se prvi put pojavio (1969.). Kako bi se smanjila granična gustina struje GaAsP-N spoja, vrijednost SHLD je za jedan red veličine niža od one kod lasera sa homogenim spojem, ali SHLD i dalje ne može raditi kontinuirano na sobnoj temperaturi.

Od kasnih 1970-ih, poluvodički laser se razvija u dva smjera, jedan je informacijski laser u svrhu prenošenja informacija, a drugi je energetski laser u svrhu poboljšanja optičke snage. Pokrenut primjenom pumpanog lasera u čvrstom stanju, poluvodički laser velike snage (kontinuirana izlazna snaga iznad 100mw, izlazna snaga impulsa iznad 5W, može se nazvati poluvodičkim laserom velike snage).

Devedesetih godina ostvaren je revolucionarni napredak, obilježen značajnim povećanjem izlazne snage poluvodičkih lasera. Poluprovodnički laseri velike snage kilovatnog nivoa komercijalizovani su u inostranstvu, a izlaz domaćih uzorkovanih uređaja dostigao je 600W. Ako sa stanovišta širenja laserskog pojasa, prvi infracrveni poluvodički laser, praćen velikim brojem crvenih poluvodičkih lasera od 670nm u aplikaciju, a zatim, talasne dužine 650nm, 635nm, izašlo je plavo svjetlo, plavo svjetlo poluprovodnički laser je uspješno razvijen, 10mW ljubičasti, pa čak i ultraljubičasti poluvodički laser, također je u razvoju. Kasnih 1990-ih, laseri koji emituju površinu i laseri koji emituju površinu vertikalne šupljine su se brzo razvili, a razmatrane su mnoge primene u ultraparalelnoj optoelektronici. 980nm, 850nm i 780nm uređaji su korišćeni u optičkim sistemima. Trenutno se laseri koji emituju površinu vertikalne šupljine koriste u gigabitnim Ethernet mrežama velike brzine.

4. Primena poluprovodničkog lasera

Poluprovodnički laser sazrijeva ranije, sa bržim napretkom klase lasera, zbog svog širokog raspona valnih dužina, jednostavne proizvodnje, niske cijene, lake masovne proizvodnje, a zbog male veličine, lagane težine, dugog vijeka, dakle, varijanti brzog razvoja , širok spektar primjene, ima više od 300 vrsta.

1) Primjena u industriji i tehnologiji

① Komunikacija optičkim vlaknima. Poluprovodnički laser je praktičan izvor svjetlosti komunikacijskog sistema optičkih vlakana. Komunikacija optičkim vlaknima postala je glavna struja suvremene komunikacijske tehnologije.

②Pristup optičkom disku. Poluprovodnički laseri se već koriste u memoriji optičkog diska, što ima prednost pohranjivanja velike količine informacija o zvuku, tekstu i slikama. Korištenje plavih i zelenih lasera može uvelike poboljšati gustinu skladištenja CD-ova.

③Spektralna analiza. Daleko infracrveni podesivi poluprovodnički laser se koristi u analizi gasa životne sredine, praćenju zagađenja vazduha, automobilskih izduvnih gasova itd. Može se koristiti u industriji za praćenje procesa taloženja gasa.

④Optička obrada informacija. Poluprovodnički laseri se koriste u optičkim informacionim sistemima. Površinski emisioni poluprovodnički laserski dvodimenzionalni niz idealan je izvor svjetlosti za optičke paralelne procesne sisteme, koji će se koristiti u računarima i optičkim neuronskim mrežama.

⑤Laserska mikrofabrikacija. Uz pomoć ultra-shire lasera visoke energije koji proizvodi Q switch poluvodički laser, integrirano kolo se može rezati, probijati itd.

⑥ Laserski alarm. Poluprovodnički laserski alarm se široko koristi, uključujući alarm protiv provale, alarm za nivo vode, alarm za udaljenost od automobila itd.

⑦Laserski štampač. Poluprovodnički laseri velike snage već se koriste u laserskim štampačima. Korištenje plavih i zelenih lasera može značajno poboljšati brzinu i rezoluciju ispisa.

⑧ Laserski bar kod skener. Poluprovodnički laserski skeneri barkodova imaju široku primenu u prodaji robe, kao i u upravljanju knjigama i arhivima.

⑨Upumpajte poluprovodnički laser. Ovo je važna primena poluprovodničkih lasera velike snage, koji se mogu koristiti za zamenu originalne atmosferske lampe i formiranje potpunog laserskog sistema.

⑩ Laserska televizija visoke definicije. U bliskoj budućnosti bi se na tržište mogli staviti poluprovodnički laserski televizori bez katodnih cijevi, koristeći crvene, plave i zelene lasere za koje se procjenjuje da troše 20 posto manje energije od postojećih.

2) Primene u medicinskim i naučnim istraživanjima

① Laserska hirurgija. Poluprovodnički laseri se koriste za eksciziju mekih tkiva, vezivanje tkiva, koagulaciju i vaporizaciju. Opća kirurgija, plastična kirurgija, dermatologija, urologija, akušerstvo, ginekologija itd., imaju široku primjenu u ovoj tehnologiji.

②Laserska dinamička terapija. Fotoosjetljive tvari koje imaju afinitet prema tumoru se selektivno skupljaju u tkivu raka, a tkivo raka se zrači poluvodičkim laserom kako bi se proizvele reaktivne vrste kisika, s ciljem da se učini nekrotiziranim bez oštećenja zdravog tkiva.

③ Nauka o životu. "Optičke pincete", koje koriste poluvodičke lasere da otimaju žive ćelije ili hromozome i pomeraju ih gde god žele, korišćene su za poboljšanje sinteze ćelija, interakcija ćelija i forenzičke dijagnostike.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvu ideju, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje se nalaze naši kupci i koji su naši zahtjevi, mi ćemo slijediti naš cilj da našim kupcima pružimo visok kvalitet, niske cijene i najbolju uslugu.