Što su poluvodički laseri? (3. dio)

Poluvodički laseri pripada vrsti lasera u čvrstom stanju, poluvodički je materijal kao laserski medij, području izvora diode za ubrizgavanje struje kao načinu pumpanja laserske diode (zračenje pobuđeno elektronima za proizvodnju svjetlosti). Među svim vrstama lasera, poluvodički laser ima najbolju učinkovitost pretvorbe energije (učinkovitost elektro-optičke pretvorbe komponenti poluvodičkog lasera velike snage koje se izravno primjenjuju može doseći do 60-70 posto). Može se koristiti kao glavni izvor pumpe optičkog lasera, čvrstog lasera i drugih vrsta optičkog lasera za pumpanje, te promicati brzi razvoj tehnologije optičkog lasera i čvrstog lasera.(Nastavi s dijelom Ⅰ)

3. Povijest razvoja poluvodičkog lasera

Poluvodički laser u ranim 1960-ima bio je laser s homogenim spojem, koji je dioda s pn spojem izrađena od neke vrste materijala. Pod ubrizgavanjem struje naprijed, elektroni se kontinuirano ubrizgavaju u P-zonu, a rupe se kontinuirano ubrizgavaju u N-zonu. Kao rezultat toga, preokret distribucije nositelja se ostvaruje u izvornom području osiromašenog pn spoja. Budući da je brzina migracije elektrona veća od brzine migracije šupljina, u aktivnom području dolazi do zračenja i rekombinacije, emitirajući fluorescenciju, a pod određenim uvjetima dolazi do lasera. Ovo je vrsta poluvodičkog lasera koji može raditi samo u obliku impulsa. Druga faza u razvoju poluvodičkog lasera je heterostrukturni poluvodički laser, koji se sastoji od dva tanka sloja poluvodičkih materijala s različitim propusnim opsegom, kao što su GaAs i GaAlAs. Prvi se pojavio jednostruki heterostrukturni laser (1969). Kako bi se smanjila gustoća struje praga GaAsP-N spoja, vrijednost SHLD-a je jedan red veličine manja od one kod lasera s homogenim spojem, ali SHLD još uvijek ne može kontinuirano raditi na sobnoj temperaturi.

Od kasnih 70-ih godina prošlog stoljeća poluvodički laser se razvija u dva smjera, jedan je informacijski laser za prijenos informacija, a drugi je energetski laser za poboljšanje optičke snage. Potaknut primjenom pumpanog lasera čvrstog stanja, poluvodički laser velike snage (kontinuirana izlazna snaga iznad 100 mw, izlazna snaga impulsa iznad 5 W, može se nazvati poluvodičkim laserom velike snage).

Probojni napredak postignut je 1990-ih, obilježen značajnim povećanjem izlazne snage poluvodičkih lasera. Poluvodički laseri velike snage kilovatnih razina komercijalizirani su u inozemstvu, a izlazna snaga domaćih uzoraka uređaja dosegla je 600 W. Ako je s gledišta širenja laserskog pojasa, prvi infracrveni poluvodički laser, praćen velikim brojem crvenih poluvodičkih lasera od 670 nm u aplikaciju, a zatim, valna duljina 650 nm, 635 nm izašla je plava svjetlost, plava svjetlost poluvodički laser je uspješno razvijen, 10mW ljubičasti, pa čak i ultraljubičasti poluvodički laser, također je u razvoju. Kasnih 1990-ih brzo su se razvijali površinski emitirajući laseri i površinski emitirajući laseri s okomitom šupljinom, te su razmatrane mnoge primjene u ultraparalelnoj optoelektronici. 980nm, 850nm i 780nm uređaji korišteni su u optičkim sustavima. Trenutačno se površinski emitirajući laseri s okomitom šupljinom koriste u gigabitnim Ethernet mrežama velike brzine.

4. Primjena poluvodičkog lasera

Poluvodički laser je zreo ranije, s bržim napretkom klase lasera, zbog svog širokog raspona valnih duljina, jednostavne proizvodnje, niske cijene, lake masovne proizvodnje i zbog male veličine, lagane, dugog vijeka, dakle, sorti brzog razvoja , širok raspon primjene, ima više od 300 vrsta.

1) Primjena u industriji i tehnologiji

① Komunikacija optičkim vlaknima. Poluvodički laser praktični je izvor svjetlosti komunikacijskog sustava s optičkim vlaknima. Komunikacija optičkim vlaknima postala je glavni tok suvremene komunikacijske tehnologije.

②Pristup optičkom disku. Poluvodički laseri već se koriste u memoriji optičkog diska, čija je prednost pohranjivanje velike količine informacija o zvuku, tekstu i slikama. Korištenje plavog i zelenog lasera može znatno poboljšati gustoću pohrane CD-a.

③Spektralna analiza. Daleki infracrveni podesivi poluvodički laser korišten je u analizi plinova u okolišu, praćenju onečišćenja zraka, ispušnih plinova automobila i tako dalje. Može se koristiti u industriji za praćenje procesa taloženja plina.

④Optička obrada informacija. Poluvodički laseri korišteni su u optičkim informacijskim sustavima. Površinski emisijski poluvodički laserski dvodimenzionalni niz idealan je izvor svjetlosti za optičke paralelne procesne sustave, koji će se koristiti u računalima i optičkim neuronskim mrežama.

⑤Laserska mikrofabrikacija. Uz pomoć visokoenergetskog ultra-shire lasera koji proizvodi Q switch poluvodički laser, integrirani krug se može rezati, bušiti itd.

⑥ Laserski alarm. Poluvodički laserski alarm ima široku primjenu, uključujući alarm protiv provale, alarm razine vode, alarm udaljenosti automobila itd.

⑦Laserski pisač. Poluvodički laseri velike snage već se koriste u laserskim pisačima. Korištenje plavog i zelenog lasera može uvelike poboljšati brzinu i rezoluciju ispisa.

⑧ Laserski skener crtičnog koda. Poluvodički laserski barkod skeneri naširoko su korišteni u prodaji robe, kao iu upravljanju knjigama i arhivima.

⑨Napumpajte poluprovodnički laser. Ovo je važna primjena poluvodičkih lasera velike snage, koji se mogu koristiti za zamjenu izvorne atmosferske svjetiljke i formiranje laserskog sustava u potpunom stanju.

⑩ Laserska televizija visoke razlučivosti. U bliskoj budućnosti, poluvodički laserski televizori bez katodnih cijevi mogli bi se staviti na tržište, koristeći crveni, plavi i zeleni laser za koje se procjenjuje da troše 20 posto manje energije od postojećih uređaja.

2) Primjene u medicini i istraživanju života

① Laserska kirurgija. Poluvodički laseri korišteni su za eksciziju mekog tkiva, vezivanje tkiva, koagulaciju i vaporizaciju. Opća kirurgija, plastična kirurgija, dermatologija, urologija, opstetricija, ginekologija itd. naširoko se koriste u ovoj tehnologiji.

②Laserska dinamička terapija. Fotoosjetljive tvari koje imaju afinitet prema tumoru selektivno se skupljaju u tkivu raka, a tkivo raka se ozračuje poluvodičkim laserom kako bi se proizvele reaktivne vrste kisika, s ciljem da ga učini nekrotičnim bez oštećenja zdravog tkiva.

③ Istraživanje znanosti o životu. "Optičke pincete", koje koriste poluvodičke lasere za hvatanje živih stanica ili kromosoma i premještanje kamo god žele, korištene su za poboljšanje stanične sinteze, interakcija stanica i forenzičke dijagnostike

Kontakt podaci:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.