半导体激光器的应用领域

来源:鞍山核心电子技术有限公司 作者:核心电子

  近几十年来,半导体激光器发展十分迅速,而且在各个领域发挥着越来越重要的作用。关于它的作用您是否在期待了解呢?下面核心编辑向您介绍有关半导体激光器的工作原理及其广泛的应用。

  一、激光器

  半导体激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管(Laser diode)等,广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔),是目前生产量最大的激光器。由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制及价格低廉等优点, 使得它目前在各个领域中应用非常广泛。

  激光二极体的优点有:效率高、体积小、重量轻且价格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%,P-N型也达到数%~25%,总而言之能量效率高是其最大特色。另外,它的连续输出波长涵盖了红外线到可见光范围,而光脉冲输出达50W(脉宽100ns)等级的产品也已商业化,作为激光雷达或激发光源可说是非常容易使用的激光的例子。

  二、工作原理

  半导体激光器是依靠注入载流子工作的,发射激光必须具备三个基本条件:

  (1)要产生足够的 粒子数反转分布,即高能态粒子数足够的大于处于低能态的粒子数;

  (2)有一个合适的谐振腔能够起到反馈作用,使受激辐射光子增生,从而产生激光震荡;

  (3)要满足一定的阀值条件,以使光子增益等于或大于光子的损耗。

  半导体激光器工作原理是激励方式,利用半导体物质(即利用电子)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。

  半导体激光器优点:体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。

  三、半导体激光器的应用

  由于半导体激光器体积小,结构简单,电光效率高,寿命长,易于调制和价格低等优点,使得它的应用范围相当广泛。

  在光纤通讯中,半导体激光器是光纤通讯系统的唯一实用化的光源,而且光纤通讯已经成为当代通讯的主流。到如今,它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的光源。

  在激光测距中,半导体激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。

  在精密仪器加工中,借助Q开关半导体激光器产生的高能量超短光脉冲,可以对集成电路进行切割、打孔等。而在一般机械加工中,大功率半导体激光器也开始用于在软钎焊、材料表面相变硬化、材料表面熔覆、材料连接、钛合金表面处理、工程材料表面亲润特性改进、激光清洁、辅助机械加工等。

  光集成的信息存储应用中,人们采用短激光波长读出光盘的内容,采用蓝、绿激光来提高光盘的存储密度。

  在信息处理应用中,表面发射半导体激光器二维阵列是光并行处理系统的理想光源,且用于光计算机和神经网络中。

  半导体激光器在军事上的应用主要为激光雷达、激光测距、激光引信、激光制导跟踪、激光瞄准和激光陀螺等。

  此外,半导体激光器还运用在环境检测和医疗中。在环境检测中,通过分析光谱来分析环境气体,从而监测大气污染、汽车尾气等。在医疗方面,半导体激光除了用于软组织切除,组织接合,凝固和汽化等外,还用于激光动力学治疗,将与肿瘤有亲和性的光敏物质有选择地聚集在癌组织内,通过半导体激光的照射,使癌组织坏死,而对健康组织毫无损害。

     双通道恒流恒功率P型半导体激光驱动器LDA1-CP1

  可用于驱动P型激光器的恒定功率激光控制器,其特点:高效率: >90%;最大输出电流: 2A;不需要散热器;电流和功率可控,具有调制和监测功能;电流输出噪声: 0.05%;高稳定性: 100ppm/ C;无电磁干扰;高集成体积小;DIP 封装;无铅工艺通过 RoHS 验证。

  使用PWM(脉宽调制)在输出,效率可以高达到90%以上,无需散热片,

  双通道控制,输出电流和激光功率可以由两个单独的输入电压进行线性设置并可以同时由两个单独的输出电压线性监测。

  高稳定低噪声的2.5V参考电压可以作为外部设备的稳定参考使用。该产品

  广泛应用于DPSSL, EDFA, 激光二极管等。

  终上所述,半导体激光器已发展半个世纪,而且取得了骄人的成绩。由于其体积小,结构简单,电光效率高,寿命长等优点,被广泛的应用于通信、军事、机械加工等领域。经过核心编辑的介绍你了解多少呢?如果有需要探讨的地方请不要客气与我们联系哦!

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