有关半导体激光器的应用

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-04 阅读:342

    半导体激光器是20世纪60年代发展起来的一种激光器,以半导体材料作为工作物质。从20世纪70年代末开始,半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器,另一类是以直接使用输出激光的光功率为目的的功率型激光器。

 

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    半导体激光器由光纤耦合半导体激光器模块、合束器件、激光传能光缆、电源系统、控制系统及机械结构等构成,在电源系统和控制系统的驱动和监控下实现激光输出。半导体激光器工作原理是采用注入电流的激励方式,将注入电流的电能通过半导体材料实现电光转换,输出激光。


    半导体激光器可作为光纤激光器、固体激光器的泵浦源,也可用于制作直接半导体激光器,作为光源应用到材料加工、激光医疗、激光雷达等领域。


    随着半导体激光器技术的快速发展和突破,半导体激光器产品质量、波长范围和输出功率正在迅速提高,产品种类日益丰富,应用到激光加工、3D打印、激光雷达、生命科学与健康和红外照明与显示等的许多方面。


    半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点,已经显露出其在激光器领域中的主导地位,成为光电行业中具有发展前途的领域之一。


    半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,目前已超过300种。


    在产业和技术方面的应用:


    Ⅰ)光纤通信。光纤通信已经成为当代通信技术的主流。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实用化的光源。


    Ⅱ)光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器,其最大优点是存储信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘的存储密度。


    Ⅲ)光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经用于环境气体分析,监测大气污染、汽车尾气等。


    Ⅳ)光信息处理。半导体激光器已用于光信息处理系统。表面发射半导体激光器,二维列阵是光并行处理系统的理想光源,可用于光计算和光神经网络。


    Ⅴ)激光微细加工。借助于Q 开关 产生的高能量超短光脉冲,对集成电路进行切割、打孔等。


    Ⅵ)激光 报警器 。半导体法庭光报警器的用途甚广,包括防盗窃案报警、水位报警、车距报警等。


    Ⅶ)激光机打印机。高功率半导体激光器已经用于激光打印机,采用蓝、绿激光能够大大提高打印速度和分辨率。


    激光应用需求的不断提高,对半导体激光器的要求也越来越高,主要体现在以下几个方面:


    提高输出功率,开发高功率的二维或者三维列阵,以满足工业加工等领域对功率的需求;


    提高电光转换效率,实现激光系统的小型化和高效化,较少散热压力,降低成本;


    提高光束质量;


    提高可靠性,即在高峰值功率和极其恶劣的环境中也能自由使用,如满足空间航天飞行器在辐射大、温差大环境中使用。


    半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术。半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用,形成了广阔的市场。

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