半导体激光器基本参数产生激光输出的基本条件是哪些

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第2章半导体激光器的工作原理介绍
2.1半导体激光器的工作原理
半导体激光器是以半导体材料作为工作物质而产生受激发光的激光器,它的工作原理是通过一定的激励方式,当高能态的粒子数多于低能态的粒子数,并且工作电流达到阈值电流时,激光器输出相干的受激光束。
半导体激光器产生激光必须满足三个基本条件:
1.粒子数反转:高能级上的电子数目要超过低能级上的电子数目,半导体激光器除了有P区和N区之外,中间还有一个不参杂的有源区,当P-N结加正偏压时,降低了P区和N区之间的势垒,电子和空穴分别从P区和N区向有源区注入,形成粒子数反转(如图2.1)。
rI呼}I爱孥…/.一hQ
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图2―1粒子数反转
Fig.2?1Particlereverses
2.激励和阈值条件:当光的增益大于损耗时,就形成受激光的阈值条件,结型激光器提供增益的手段是加正向电流。当正向电流较小时,注入的载流子较少,增益未能克服腔内的损耗时也能发光,但这是自发辐射;当增益超过损耗时,腔内建立起振荡模式,发射谱线变尖锐,发射亮度剧增,这时开始发射激光,此时的注入电流密度称为阈值电流密度(如图2―2)。
3.谐振腔:在激光器垂自于P.N结平面的两端通过解理产生两个相互平行的光滑表面,形成谐振腔,在有源区内电子由导带向价带跃迁时,产生一定波长的光,这些光在两端面上来回反射通过结区,同时又引起新的电子跃迁,
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使光强不断增强Ⅲ。
图2-2半导体激光器结构示意图
Fig.2-2Thestructureofthesemiconductorlaser
2.2半导体激光器输出特性
向半导体激光器注入电流I,其两端会产生正向电压U,非平衡载流子复合后将产生光功率P,激光器的静态工作特性主要是端电压U和注入电流』的特性曲线,输出光功率随注入电流变化的P.I特性曲线以及光谱特性。半导体激光器的这一特性可以反映出其PN结特性的优劣,通过大电流下的正向V-I特性可估算出串联电阻。图2-4是典型的半导体激光器V-I特性曲线示意图。
图-3半导体激光mV-I特性曲缚
Fig?2-3V-IcharacteristicCuⅣeo.ft.h.esemiconductorlaser半导体激光器的P.I特性(又称L.I特性),描述了激光器光功率Po随注入电流
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IF的变化规律,是使用半导体激光器的系统进行设计的重要依据。半导体激光器只有在其P-N结上加足够大的正向电压,流入激光器的注入电流足够大时,才能产生激光,理想的输出P.I特性线如图2-4所示。…――――――――――_…’…一一’―…一一~I.■一
。图2.4半导体激光器P-I特性曲线
curveFig.2-4P―Icharacteristicofthesemiconductorlaser
从理论上讲,当半导体激光器工作在额定范围内时,输出光功率P与注入电流I应该是严格线性的关系,其一阶微分曲线应该是一条近似水平的直线。如果在一阶微分曲线上出现了明显的拐点,或者说该曲线不够平滑,那么就认为该半导体激光器有缺陷。也就是说,.当该半导体激光器工作在出现拐点的驱动电流点时,其输出光功率与注入电流值不成线性比例关系。由于输入电流与输出光功率呈线性关系,半导体激光器具有易于调制的要特性,即可以通过调制输入电流,对半导体激光器的输出光强进行直接调制。半导体激光器的光功率电流调制率,根据半导体激光器的种类的不同而有所差异。半导体激光器的输出光功率,常用光功率计(OpticalPowerMeter)来测量。目前市场上较为常见的光功率计表示光功率的常用方法主要有两种形式,一种是用mW表示;另一种是用dBm(分贝毫瓦)表示。
绝对功率电平(PdBm)的单位是dBm,它是指相对于lmW的功率电平值。在这种情况下,以dBm为单位的功率是一个绝对功率值,其定义公式见式(2-1):
pPdBm=10×logi了l,玎∥.(2-1)
在此,特别需要记住一个重要的关系:0dBm=lmW。表2.1列出了其余的
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单位关系。
表2-1dBm.mw单位关系
Table2.1TherelationofdB.mw
2.3半导体激光器的功率特性及温度特性
半导体激光器有这样的特性:半导体激光器的注入电流必须大于临界电流密度,才能实现有源区载流子反转分布条件而发出激光。临界电流密度与结面温度有关,并且间接影响效益。高温操作时,临界电流提高,效益降低,甚至损坏组件。
当半导体激光器注入电流在临界电流密度以下时,发光机制主要是自发放射,光谱分散较广,频宽大约在100到500埃(1埃=10‘1纳米(run),原子直径的数量级就是几个埃)之间。但当电流密度超过临界值时,就开始产生振荡,最后只剩下少数几个模态,而频宽也减小到30埃以下。而且,激光二极管的消耗功率极小,以双异质结构激光为例,最大的额定电压通常低于2伏特,输入电流则在15到100毫安之间,消耗功率往往不到2瓦特,而输出功率达数十毫瓦以上。
图2-6所示是一种典型的半导体激光器在不同温度下的激光输出功率P与正向工作电流歹的关系曲线图,从图中可以看出:
O∞406080
,(bA)
图2―6不同温度下尸与Jr的关系图
Fig.2-6TherelationofPandIindifferenttemperature
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1.在同一温度下,当,小于某一个值时,P约为零,而当超过该值时,P随,之增长呈直线上升关系,这个电流值称为半导体激光器的阈值电流%。
2.阈值电流随温度升高而升高,整个激光器的特性曲线基本也随温度变化而平移。
3.如果激光器在恒定的电流下工作,当环境温度发生变化时,激光器输出功率的变化将是很大的。这一特性给半导体激光器在通用仪器设备上的应用造成很大麻烦,因为通用产品中的激光器必须做到在一年四季的室内常温下能保证激光功率高度稳定。
2.3.1温度对半导体激光器电流密度厶、阈值电流厶的影响
影响半导体激光器阈值特性的主要因素可分为器件结构的影响、材料的影响、温度的影响。其中前两种是与半导体激光器的制作工艺紧密相连的,在这里不进行讨论。
温度的变化对半导体激光器的阈值特性产生明显的影响。温度升高,半导体激光器的阈值电流密度或阈值电流升高,增大的幅度随不同激光器的材料体系和器件结构而异。因为影响半导体激光器温度特性的因素很多,所以不可能有一个统一的公式来概括所有影响半导体激光器阈值特性的因素。通过实验证实,电流密度如与温度r之间存在的关系如公式(2.2)-厶(r)=d曲(T,)xexp睁)丁一丁
』o(2-2)
式中砰一室温;
如仞一在某一温度r下的阈值电流密度;
如倒一室温乃下的阈值电流密度;
乃广半导体激光器的特征温度;
经证实,对于阈值电流厶,公式(2.2)同样成立。特征温度%是表征半导体激光器温度稳定性的重要参数,它取决于激光器材料和器件结构。较高的%意味着当温度快速增加时,半导体激光器的阈值电流密度或阈值电流增加不大。普通GaAlAs/GaAs半导体激光器(920nm)的乃为120K左右。而波长较长的InGaAsP/InP半导体激光器的乃一般只能达到65K左右
2.3.2温度对输出光功率的影响半导体激光器的输出光功率会随温度发生很大的变化,其原因主要是由于
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与“半导体激光器”有关的问答 7942 条
半导体激光器原理是:根据固体的能带理论,半导体材料中电子的能级形成能带。高能量的为导带,低能量的为价带,两带被禁带分开。引入半导体的非平衡电子-空穴对复合时,把释放的能量以发光形式辐射出去,这就是载流子的复合发光。一般所用的半导体材料有两大类,直接带隙材料和间接带隙材料,其中直接带隙半导体材料如GaAs(砷化镓)比间接带隙半导体材料如Si有高得多的辐射跃迁几率,发光效率也高得多。
希望我的回答能够帮助到您
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你好,这样子的话你可以试试看下面的方法介绍
汉凌云。还凑合。 要真正的高端,还是只能买进口的。看你要拿来干什么用。半导体激光器如果从输出类型分:有直接空间输出;光纤耦合输出。也可以分为单模输出或者多模输出。按厂家分就更多了去了。有一部分是专门用来工业工作的,所以只要找对了,就是适合的。
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  半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。 半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
  半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容,因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点,半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面以及获得了广泛的应用。
  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。
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半导体激光器公司产品包括:光纤耦合输出半导体激光模块,LD单管,半导体激光叠阵,光纤激光器,掺Yb/Er光纤,无源光纤等,同时可根据客户需要提供定制产品。广泛应用在固体激光器泵浦、光纤激光器泵浦、材料处理、激光医疗、娱乐显示、科研等领域。
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北京特一安电源科技有限公司是专注于半导体激光器驱动电源及半导体激光应用系统研发、生产、销售的高新技术企业。公司的核心研发人员均是多年从事半导体激光器电源及半导体激光应用系统研发的业界精英,丰富的研发经验、独到而先进的技术、成熟的产品为特一安公司的发展奠定了坚实的基础。特一安公司将以精益求精、不断创新的原则,致力于将半导体激光电源设计标准化、模块化、系列化,半导体激光电源的生产规模化;以专心、专注、专业给用户提供使用更方便、更安全可靠、性能更卓越的电源产品。
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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。
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如果是光通信的研究,一般用的多的半导体激光器的波长是1550nm波段的,其次是1310nm,也有其他的如,850nm和980nm等等。采用倍频晶体的分离晶体式的半导体激光器,温度变化会影响波长,因为温度变化会造成热胀冷缩,改变倍频晶体的微观结构,从而改变波长,如果是半导体激光二极管直接发光的,波长变化受温度影响较小,但无论是那种半导体激光器,发光功率受温度的影响都是较大的
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  808nm半导体激光器价格是654.5元一套,半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。
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A:武汉科锐电气有限公司
地址:武汉市洪山区关南扩二工业园黄龙山路
B:武汉中源电气有限公司
地址:武汉市洪山区光谷大道37
C:武汉宇恒电气有限公司
地址:武汉市青山区冶金大道291号
以上公司都是做得比较好的,希望我的回答可以帮到您。
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半导体激光器工作原理是激励方式,利用半导体物质(既利用电子)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。 
半导体激光器激光器优点是体积小,重量轻,运转可靠,耗电少,效率高等特点
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半导体激光二极管原理是半导体中的光发射通常起因于载流子的复合。当半导体的PN结加有正向电压时,会削弱PN结势垒,迫使电子从N区经PN结注入P区,空穴从P区经过PN结注入N区,这些注入PN结附近的非平衡电子和空穴将会发生复合,从而发射出波长为λ的光子,其公式如下:
λ=hc/Eg (1)
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3880;详情询027-
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半导体激光二极管原理:
当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
希望能帮到你。
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这个在2000左右的额.谢谢,希望能帮到你的额。。。。。。
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激光器广泛用于各种产品和技术,其种类之多令人惊叹。从CD播放机、牙钻、高速金属切割机到测量系统,似乎所有东西都有激光器的影子,它们都需要用到激光器。
1、激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器,其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束,激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分,有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种,最长的波长为微波波段的0.7毫米,最短波长为远紫外区的210埃,X射线波段的激光器也正在研究中。
2、除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同,装置的必不可少的组成部分包括激励(或抽运)、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔( 见光学谐振腔)3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位,从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的定向性和相干性。
3、激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系,有时也称为激光增益媒质,它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求,是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转,并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去;为此,要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。
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工作原理和基本结构
在固体激光器中,由泵浦系统辐射的光能,经过聚焦腔,使在固体工作物质中的激活粒子能够有效的吸收光能,让工作物质中形成粒子数反转,通过谐振腔,从而输出激光。
固体激光器主要由工作物质、泵浦系统、聚光系统、光学谐振腔及冷却与滤光系统等五个部分组成
固体激光器从诞生之日至今,器件和技术获得了突飞猛进的发展,相继出现了许多种类,但是使用较多的主要是红宝石、掺钕钇铝石榴石、LD泵浦的固体激光器和可调谐固体激光器四种。
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905nm激光器对人体伤害不大的,光辐射对人体伤害都有阈值的,不论什么波长,达到一定光功率就会伤害人体,一般说毫瓦级对人体没什么伤害。
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一个原子吸收能量之后,从低能态到高能态的过程称为激发过程。反之,处于激发状态的原子是不稳定的,总是自发地回到低能态,同时有光子发出。这一过程叫“自发辐射”。如果原子吸收外界光能而跃迁到高能级,而受外界光感应产生辐射又回到低能态,这一过程叫“受激发射”。但是,只有采用一种办法使物质中大量粒子同时处于激发态,并通过外界光感应,使所有处于激发态的粒子几乎同步完成受激辐射回到低能态,这时物质才能发出一柬强大的光束来,称为“激光”。打个比方,激光的产生过程好比用水泵将水抽到水塔顶部,然后突然打开闸门,这时水就会以强大的力量喷射而出。当然,激光的产生过程要远比上面的例子复杂得多。
在固体激光器中,能产生激光的晶体或玻璃被称为激光工作物质。激光工作物质由基质和激活离子两部分组成,基质材料为激活离子提供了一个合适的存在与工作环境,而由激活离子完成激光产生过程。常用的激活离子主要是过渡金属离子,如铬、钻、镍等离子以及稀土金属离子,如钕离子等。
固体激光器主要由闪光灯、激光工作物质(如红宝石激光晶体)和反射腔镜片组成,反射镜表面镀有介质膜,一片为全反射镜,另一片为部分反射镜。掺铬红宝石是一种最早发现和使用的激光工作物质。现在已研制成功了数十种可供应用的激光晶体。当采用不同的激活离子、不同的基质材料和不同波长的光激励,会发射出各种不同波长的激光。
早期的固体激光器都是用闪光灯或其他激光器,来完成激光工作物质内原子的受激辐射过程的,这基本上是由一种形式的光能转化为激光能量的过程。如何把电能直接转化为激光的能量,一直是人们梦寐以求的事情。近年来,科学家成功地研制出了半导体激光器,一旦接通电源,便会发出激光。选用不同的半导体材料和不同制造工艺可以制造出功率不同、发射不同波长激光的激光器。半导体激光器的出现,大大减少了激光器的体积,米粒大的一个半导体芯片,接上电源,便会发射出神奇的激光。目前,半导体激光器已在许多方面得到了广泛的应用。
希望能帮到您。
已有 3 个回答
  670nm激光器价格是235.6元一个,除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗,所以装置中必不可少的组成部分有激励(或抽运)源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位,从而实现光放大。
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670nm激光器价格是235.6元一个,除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗,所以装置中必不可少的组成部分有激励(或抽运)源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。价格来源网络,仅供参考
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