Wat is een halfgeleiderlaser? (Deel Ⅱ)

Halfgeleider lasers behoort tot een soort laser in vaste toestand, is een halfgeleidermateriaal als het lasermedium, tot het huidige brongebied van de injectiediode als de pompmodus van de laserdiode (elektron-aangeslagen straling om licht te produceren). Van alle soorten lasers heeft de halfgeleiderlaser de beste energieomzettingsefficiëntie (de elektro-optische conversie-efficiëntie van direct toegepaste krachtige halfgeleiderlasercomponenten kan oplopen tot 60-70 procent). Het kan worden gebruikt als de kernpompbron van fiberlaser, vaste laser en andere soorten optische pomplaser, en bevordert de snelle ontwikkeling van fiberlaser- en vaste lasertechnologie.(Ga verder met deel Ⅰ)

3. Ontwikkelingsgeschiedenis van halfgeleiderlaser

De halfgeleiderlaser uit de vroege jaren zestig is een homogene junctielaser, een pn-junctiediode gemaakt op een soort materiaal. Onder de voorwaartse stroominjectie worden continu elektronen in de P-zone geïnjecteerd en worden continu gaten in de N-zone geïnjecteerd. Als gevolg hiervan wordt de omkering van de draaggolfverdeling gerealiseerd in het oorspronkelijke uitputtingsgebied van de pn-overgang. Aangezien de elektronenmigratiesnelheid sneller is dan de gatenmigratiesnelheid, vinden straling en recombinatie plaats in het actieve gebied, waarbij fluorescentie wordt uitgezonden, en treedt laser onder bepaalde omstandigheden op. Dit is een soort halfgeleiderlaser die alleen in de vorm van een puls kan werken. De tweede fase in de ontwikkeling van de halfgeleiderlaser is de heterostructuur halfgeleiderlaser, die bestaat uit twee dunne lagen halfgeleidermaterialen met verschillende bandafstanden, zoals GaAs en GaAlAs. De laser met enkele heterostructuur verscheen voor het eerst (1969). Om de drempelstroomdichtheid van GaAsP-N-overgang te verminderen, is de waarde van SHLD een orde van grootte lager dan die van homogene junctielaser, maar de SHLD kan nog steeds niet continu werken bij kamertemperatuur.

Sinds eind jaren zeventig ontwikkelt de halfgeleiderlaser zich in twee richtingen, de ene is de informatielaser om informatie over te dragen en de andere is de vermogenslaser om het optische vermogen te verbeteren. Aangedreven door de toepassing van gepompte laser in vaste toestand, krachtige halfgeleiderlaser (continu uitgangsvermogen boven 100 mw, pulsuitgangsvermogen boven 5 W, kan hoogvermogen halfgeleiderlaser worden genoemd).

In de jaren negentig is baanbrekende vooruitgang geboekt, gekenmerkt door een aanzienlijke toename van het uitgangsvermogen van halfgeleiderlasers. Krachtige halfgeleiderlasers van kilowattniveaus zijn in het buitenland op de markt gebracht en de uitvoer van huishoudelijke voorbeeldapparaten heeft 600 W bereikt. Als vanuit het oogpunt van de uitbreiding van de laserband, de eerste infrarood halfgeleiderlaser, gevolgd door een groot aantal 670nm rode halfgeleiderlaser in de toepassing, en toen golflengte 650nm, 635nm uitkwam, blauw licht, het blauwe licht halfgeleiderlaser is met succes ontwikkeld, 10mW violet en zelfs ultraviolette halfgeleiderlaser, het is ook in ontwikkeling. Aan het einde van de jaren negentig zijn oppervlakte-emitterende lasers en oppervlakte-emitterende lasers met verticale holte snel ontwikkeld en zijn veel toepassingen in ultraparallelle opto-elektronica overwogen. 980nm-, 850nm- en 780nm-apparaten zijn gebruikt in optische systemen. Op dit moment worden oppervlakte-emitterende lasers met verticale holtes gebruikt in gigabit Ethernet-hogesnelheidsnetwerken.

4. De toepassing van halfgeleiderlaser

De halfgeleiderlaser is eerder volwassen, met een snellere vooruitgang van een klasse lasers, vanwege het brede golflengtebereik, de eenvoudige productie, de lage kosten, de gemakkelijke massaproductie en vanwege het kleine formaat, het lichte gewicht en de lange levensduur, daarom variëteiten van snelle ontwikkeling , een breed toepassingsgebied, heeft meer dan 300 soorten.

1) Toepassing in industrie en techniek

① Glasvezelcommunicatie. De halfgeleiderlaser is de praktische lichtbron van een communicatiesysteem met optische vezels. Glasvezelcommunicatie is de mainstream geworden van de hedendaagse communicatietechnologie.

②Toegang tot optische schijven. Halfgeleiderlasers worden al gebruikt in het geheugen van optische schijven, wat het voordeel heeft dat er een grote hoeveelheid informatie over geluid, tekst en afbeeldingen wordt opgeslagen. Het gebruik van blauwe en groene lasers kan de opslagdichtheid van cd's aanzienlijk verbeteren.

③Spectrale analyse. Ver-infrarood afstembare halfgeleiderlaser is gebruikt bij analyse van omgevingsgassen, bewaking van luchtverontreiniging, uitlaatgassen van auto's, enzovoort. Het kan in de industrie worden gebruikt om het proces van gasafzetting te bewaken.

④Optische informatieverwerking. Halfgeleiderlasers zijn gebruikt in optische informatiesystemen. Oppervlakte-emissie halfgeleiderlaser tweedimensionale array is een ideale lichtbron voor optische parallelle verwerkingssystemen, die zullen worden gebruikt in computers en optische neurale netwerken.

⑤Laser microfabricage. Met behulp van de hoogenergetische ultra-shire-laser die wordt geproduceerd door de Q-switch-halfgeleiderlaser, kan de geïntegreerde schakeling worden gesneden, geponst, enz.

⑥ Laseralarm. Halfgeleiderlaseralarm wordt veel gebruikt, waaronder inbraakalarm, waterniveau-alarm, auto-afstandsalarm, enz.

⑦Laserprinter. Halfgeleiderlasers met hoog vermogen worden al gebruikt in laserprinters. Het gebruik van blauwe en groene lasers kan de afdruksnelheid en resolutie aanzienlijk verbeteren.

⑧ Laser barcodescanner. Barcodescanners voor halfgeleiderlasers worden veel gebruikt bij de verkoop van goederen, maar ook bij het beheer van boeken en archieven.

⑨Pomp de laser in vaste toestand. Dit is een belangrijke toepassing van krachtige halfgeleiderlasers, die kunnen worden gebruikt om de originele atmosfeerlamp te vervangen en een volledig solid-state lasersysteem te vormen.

⑩ High-definition lasertelevisie. In de nabije toekomst zouden halfgeleiderlasertelevisietoestellen zonder kathodestraalbuizen op de markt kunnen worden gebracht, met behulp van rode, blauwe en groene lasers die naar schatting 20 procent minder stroom verbruiken dan bestaande toestellen.

2) Toepassingen in medisch en biowetenschappelijk onderzoek

① Laserchirurgie. Halfgeleiderlasers zijn gebruikt voor excisie van zacht weefsel, weefselbinding, coagulatie en verdamping. Algemene chirurgie, plastische chirurgie, dermatologie, urologie, verloskunde, gynaecologie, enz. worden veel gebruikt in deze technologie.

②Laser dynamische therapie. De lichtgevoelige stoffen die affiniteit hebben met de tumor worden selectief verzameld in het kankerweefsel en het kankerweefsel wordt bestraald door de halfgeleiderlaser om reactieve zuurstofspecies te produceren, met als doel het necrotisch te maken zonder het gezonde weefsel te beschadigen.

③ Levenswetenschappelijk onderzoek. "Optische pincetten", die halfgeleiderlasers gebruiken om levende cellen of chromosomen te grijpen en ze te verplaatsen waar ze maar willen, zijn gebruikt om celsynthese, celinteracties en forensische diagnostiek te verbeteren

Contactgegevens:

Heeft u ideeën, spreek ons ​​gerust aan. Waar onze klanten zich ook bevinden en wat onze eisen ook zijn, we zullen ons doel nastreven om onze klanten hoge kwaliteit, lage prijzen en de beste service te bieden.