半导体激光治疗仪骗局(半导体激光)

2022-08-29 06:40:02   编辑:彭韦乐
导读很多朋友对半导体激光治疗仪骗局,半导体激光还不了解,今天小绿就为大家解答一下。激光(915)什么是半导体激光器件?半导体激光器件是以某

很多朋友对半导体激光治疗仪骗局,半导体激光还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

激光(915)什么是半导体激光器件?半导体激光器件是以某种半导体材料为工作物质产生激光的器件。其工作原理是通过一定的激发方式,实现半导体物质的能带(导带和价带)之间或半导体物质的能带与杂质(受主或施主)的能级之间非平衡载流子的粒子数反转。当大量处于粒子数反转状态的电子与空穴复合时,就会产生受激发射。半导体激光主要有三种激发方式,即电注入、光泵和高能电子束激发。电注入型半导体激光器件一般为砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体结型二极管,沿正向偏压注入电流激发,在结平面区域产生受激发射。光泵类型半导体激光器件,一般采用N型或P型半导体单晶(如GaAS、InAs、InSb等。)作为工作物质,而来自其他激光器的激光作为光泵激发。高能电子束激发类型半导体激光装置。一般N型或P型半导体单晶(如PbS、CdS、ZhO等。)作为工作物质,从外部注入高能电子束进行激发。在半导体激光器件中,双异质结构的电注入GaAs二极管激光器性能较好,应用广泛。

半导体激光(半导体激光器)1962年激发成功,1970年实现室温连续输出。后来经过改进,研制出双异质结激光器和条形结构的激光二极管,广泛应用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描仪和激光笔(激光笔)。目前,它们是产量最高的激光器。

激光二极管的优点是:效率高、体积小、重量轻、价格低。特别是多量子阱的效率在20~40%,P-N阱的效率在几%~25%。总之,高能效是它最大的特点。此外,其连续输出波长覆盖了从红外到可见光的范围,光脉冲输出为50W(脉冲宽度为100ns)的产品也已商品化。作为激光雷达或者激发光源,可以说是非常好用的激光器。

半导体激光装置1主要性能参数定义。P-I特性和阈值电流P-I特性揭示了ld输出光功率与注入电流之间的变化规律,是LD最重要的特性之一。

根据P-I曲线,LD是阈值器件,经历了几个典型的阶段,注入电流不同。

当注入电流较小时,有源区粒子数不可逆,自发发射占主导地位。LD发出普通荧光,光谱很宽,工作状态和普通发光二极管差不多。

随着注入电流的增加,有源区粒子数反转,受激辐射开始占优势。但是,当注入电流仍然小于阈值电流时,谐振腔中的增益不足以克服损耗,腔内不能建立某种振荡模式。LD只发出强荧光,称为“超辐射”态。

只有当注入电流达到阈值时,才能发射谱线尖锐、模式明确的激光,光谱突然变窄,出现单峰(或多峰)。

2.激光线宽半导体激光器的线宽是多少?有些用nm表示,有些用Hz表示。计算公式是什么?经常提到激光的线宽“0.0001 nm”换算成“Hz”。多少赫兹?

即激光单模的光谱宽度,其一般表达式为nm,Hz,cm-1。这个参数取决于激光本身的波长。

3.边模抑制比(SSR)边模抑制比是指在发射光谱中的指定输出功率和指定调制(或CW)下,最高光谱的峰值强度与次高光谱的峰值强度之比。

4.振荡腔

谐振腔的作用是选择某一频率和同一方向的光进行最高优先级放大,而抑制其他频率和方向的光。所有不沿谐振腔轴线运动的光子都迅速逸出谐振腔;沿轴运动的光子会在腔内继续向前运动,被两个反射镜反射后会发生振荡。运行时,它们会与受激粒子相遇,产生受激辐射。沿轴运动的光子会不断增殖,在腔内形成传播方向相同、频率和相位相同的强光束。这是激光。为了将激光导出腔,可以使反射镜部分透射,透射部分成为可用的激光,而反射部分留在腔中并继续增殖光子。

光学谐振腔具有以下功能:提供反馈能量,

选择光波的方向和频率。

谐振腔中可能的频率和方向称为本征模。曲率半径和两个反射镜之间的距离(腔长)决定了谐振腔对本征模的限制。不同类型的谐振腔具有不同的模式结构和模式限制。

5.三种类型的QCL根据谐振器设计的不同可以分为三类:

图1:1:QC激光器的基本结构包括FP-QCL(上)、DFB-QCL(中)和ECqcL(下)。增益显示

颜色为灰色,波长选择机构为蓝色,涂层表面为橙色,输出光束为红色。

FP-QCL:最简单的结构是F-P(法布里-珀罗)腔激光器(FP-QCL)。在F-P结构中,切割面(自然理解面)为激光提供反馈,有时使用介质膜来优化输出。

DFB-QCL:第二种结构是直接在QC芯片上雕刻分布反馈光栅。这种结构(DFB-QCL)可以输出窄光谱,但输出功率远低于FP-QCL。通过最大温度调谐,DFB-QCL还可以提供有限的波长调谐(缓慢温度调谐可以获得10~20cm-1的调谐范围,快速注入电流加热可以获得2~3cm-1的调谐范围)。

只有那些满足下式的特定波长的光才会被强烈反射,从而实现动态单纵模运转。公式也叫分布反馈条件(一般m取1)。

ECCL:将QC芯片与外腔结合形成EcqcL。这种结构不仅可以提供窄光谱输出,而且可以在QC芯片的整个增益带宽(数百cm-1)内提供快速调谐(速度超过10ms)。由于ECqcL结构采用低损耗元件,因此可以在便携式电池供电的条件下高效工作。

三种类型的光通信激光器在三种常用的激光器中,FP激光器比DFB激光器更容易产生,但FP激光器具有更宽的光(1nm)和更大的波长温度漂移(0.5nm/),因此不适合高速和/或远程应用。

DFB激光器的光比较窄(《0.04nm》),波长对温度的漂移也很小(0.1nm/),更适合高性能通信应用。但是DFB激光器也有一些缺陷。第一,工作在1500nm波段时容易啁啾,所以通常需要外接调制器(这个限制在1300nm波段并不重要);其次,不像FP或VCSEL激光器那么容易制作,需要的阈值电流也比VCSEL激光器大。

VCSEL激光器的优点是线宽窄(0.35nm),波长随温度漂移小(0.06nm/)。此外,VCSEL激光器的阈值电流也很小(1mA)。在相同的输出功率下,比DFB激光器和FP激光器效率高,不像DFB激光器那样容易啁啾。所以即使是10Gbps速度的数据也可以直接用VCSEL激光调制。最后,与其他激光器相比,准直VCSEL更容易制造和调整,因此可以生产基于VCSEL的低成本收发器。这些特性似乎足以使VCSEL成为高性能通信应用的理想解决方案。其中850nm的VCSEL已经得到了广泛的应用,但是长波长(1310nm,1550nm)的VCSEL存在输出功率不足,制造工艺复杂等缺点。

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