Pusvadītāju lāzeru tehnoloģiju izstrāde un pielietojuma jomas

1. IevadsPusvadītāju lāzeri
Pusvadītāju lāzerus parasti sauc par lāzerdiodēm, jo ​​tajos kā darba materiāls tiek izmantoti pusvadītāju materiāli, tāpēc tos sauc par pusvadītāju lāzeriem. Pusvadītāju lāzers sastāv no ar šķiedru savienota pusvadītāju lāzera moduļa, staru savienošanas ierīces, lāzera enerģijas pārvades kabeļa, barošanas sistēmas, vadības sistēmas un mehāniskās struktūras utt., un realizē lāzera izvadi zem piedziņas un uzraudzības. energoapgādes sistēmas un vadības sistēmas. Pusvadītāju lāzeros visbiežāk izmantotās darba vielas galvenokārt ir gallija arsenīds (GaAs), kadmija sulfīds (CdS), indija fosfīds (InP), cinka sulfīds (ZnS) uc Atbilstoši dažādām darba vielām izšķir trīs galvenās ierosmes metodes: elektriskā. iesmidzināšana, sūknis un augstas enerģijas elektronu staru ierosme.

(1) Elektriski injicētos pusvadītāju lāzeros parasti izmanto GaAS, CdS, InP, ZnS un citas darba vielas kā galvenos materiālus, lai izgatavotu pusvadītāju virsmas savienojuma diodes. Saņemot elektrisko iesmidzināšanu, strāva, kas tiek ievadīta gar priekšējo novirzi, ir Darba viela tiek ierosināta, lai radītu stimulētu emisiju mezgla plaknes reģionā.
(2) Punp tipa lāzeri, kas parasti sastāv no germānija monokristāliem ar caurumiem kā nesējiem (P veida pusvadītāju monokristāli) vai germānija monokristāliem ar elektroniem kā nesējiem (N tipa pusvadītāji), kas leģēti ar akceptoru piemaisījumiem kristālā. Pusvadītāju monokristāls) tiek izmantots kā darba materiāls, un citu lāzeru izstarotais lāzers tiek izmantots kā sūkņa ierosme, lai realizētu populācijas inversiju.
(3) Augstas enerģijas elektronu staru ierosinātie pusvadītāju lāzeri darba materiālu izvēlē parasti ir līdzīgi sūkņa lāzeriem, un tiek izmantoti arī pusvadītāju germānija monokristāli. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka P tipa pusvadītāju monokristālu atlasē tiek izmantoti augstas enerģijas elektronu stari. Ierosinātie pusvadītāju lāzeri galvenokārt ir balstīti uz PbS. CbS un ZnO ir galvenie.

2. Diode lāzera tirgus izmērs

Pusvadītāju lāzeru priekšrocības ir mazs izmērs, viegls svars, ilgs kalpošanas laiks, augsta darbības uzticamība, zems enerģijas patēriņš, augsta elektrooptiskās konversijas efektivitāte, viegla masveida ražošana un zema cena. Plaši tiek izmantoti printeri u.c., kas aptver visu optoelektronikas jomu.

Ar nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību un izrāvienu pusvadītāju lāzeri attīstās īsāka emisijas viļņa garuma, lielākas emisijas jaudas, īpaši maza izmēra un ilga mūža virzienā, lai apmierinātu dažādu lietojumu vajadzības, un produktu kategorijas kļūst arvien populārākas. arvien bagātīgāka. Tas ir arī plaši izmantots lāzerapstrādē, 3D drukāšanā, lāzerradarā, lāzera diapazonā, militārajās, medicīnas un dzīvības zinātnēs. Turklāt, savienojot ar optisko šķiedru pārraidei, lieljaudas tiešie pusvadītāju lāzeri ir plaši izmantoti griešanas un metināšanas jomā.

3. Pusvadītāju lāzeru pielietojums optoelektronikas jomā
(1) Optiskās šķiedras sakari. Pusvadītāju lāzers ir vienīgais praktiskais gaismas avots optisko šķiedru sakaru sistēmai, un optiskās šķiedras komunikācija ir kļuvusi par mūsdienu sakaru tehnoloģiju galveno virzienu.
(2) CD piekļuve. Pusvadītāju lāzeri ir izmantoti optisko disku krātuvēs, un tā lielākā priekšrocība ir tā, ka uzglabājamās skaņas, teksta un attēla informācijas apjoms ir ļoti liels. Zilo un zaļo lāzeru izmantošana var ievērojami uzlabot optisko disku uzglabāšanas blīvumu.
(3) Spektrālā analīze. Tālo infrasarkano staru regulējamie pusvadītāju lāzeri ir izmantoti vides gāzu analīzē, gaisa piesārņojuma, transportlīdzekļu izplūdes gāzu uc monitoringā. Tos var izmantot rūpniecībā, lai uzraudzītu tvaiku nogulsnēšanās procesu.
(4) Optiskā informācijas apstrāde. Pusvadītāju lāzeri ir izmantoti optiskajās informācijas sistēmās. Virsmu izstarojošo pusvadītāju lāzeru divdimensiju bloki ir ideāli gaismas avoti optiskām paralēlās apstrādes sistēmām, kuras tiks izmantotas datoros un optiskajos neironu tīklos. 5) Lāzera mikrofabricēšana. Ar augstas enerģijas īpaši īsu gaismas impulsu palīdzību, ko rada Q-slēdžu pusvadītāju lāzeri, integrālās shēmas var griezt un urbt.
(5) Lāzera trauksme. Pusvadītāju lāzera signalizācijas tiek plaši izmantotas, tostarp pretaizdzīšanas signalizācijas, ūdens līmeņa trauksmes un transportlīdzekļu attāluma trauksmes.
(6) Lāzerprinteri. Lieljaudas pusvadītāju lāzeri jau tiek izmantoti lāzerprinteros. Zilā un zaļā lāzera izmantošana var ievērojami uzlabot drukāšanas ātrumu un izšķirtspēju.
(7) Lāzera svītrkoda skeneris. Pusvadītāju lāzera svītrkodu skeneri ir plaši izmantoti preču pārdošanā, kā arī grāmatu un failu pārvaldībā.
(8) Augstas izšķirtspējas lāzera TV. Tuvākajā nākotnē tirgū varēs laist pusvadītāju lāzera televizorus bez katodstaru lampām. Tas izmanto sarkanos, zilos un zaļos lāzerus, un tiek lēsts, ka tā enerģijas patēriņš ir par 20 procentiem mazāks nekā esošajiem televizoriem.

4. Kur ir pusvadītāju lāzeru nākotne?

Pašlaik vislielākais pusvadītāju lāzeru pielietojums ir kā sūkņa avots šķiedru lāzeriem un cietvielu lāzeriem. Ja pusvadītāju lāzeru izmanto kā šķiedru lāzera sūkņa avotu, sūkņa sistēmas struktūru var būtiski vienkāršot, palielinot vienības jaudu, un var palielināt sūkņa jaudas līmeni. Tā kā šķiedru lāzeriem un cietvielu lāzeriem ir arvien augstākas izejas jaudas prasības, augstākas prasības tiek izvirzītas arī pusvadītāju sūkņu avotu jaudai.

Tā kā ir ierobežota staru kūļa kvalitāte, tradicionālos pusvadītāju lāzerus ir grūti tieši izmantot metāla griešanai. Pēdējos gados, uzlabojoties pusvadītāju savienošanas tehnoloģijai un pakāpeniski attīstoties jaunajai staru savienošanas tehnoloģijai, daži pusvadītāju lāzeri ar šķiedru jaudu virs kilovatiem var atbilst arī griešanas staru kvalitātes prasībām. Turklāt pusvadītāju lāzera viļņu garumu dažādības dēļ īsviļņu pusvadītāju lāzeru viļņa garums ir ļoti tuvs alumīnija viļņa garuma absorbcijas maksimumam. Tāpēc automobiļu rūpniecībā lieljaudas pusvadītāju lāzeri ir ļoti piemēroti alumīnija virsbūves metināšanai. Šobrīd automobiļu rūpniecības ražošanas procesā plaši tiek izmantoti pusvadītāju lāzeri ar lāzera izejas jaudu no 2KW līdz 6KW.

Tiešās materiālu apstrādes jomā pusvadītāju lāzeru staru kvalitāte ir grūti pārspēt šķiedru lāzeru staru kvalitāti. Tomēr plānu plākšņu metināšanai un griešanai pusvadītāju lāzeri ir ļoti piemēroti. Lieljaudas pusvadītāju lāzeru izstrāde ir ļāvusi izmantot daudzus svarīgus lietojumus. Šie lāzeri ir aizstājuši daudzas tradicionālās tehnoloģijas un radījuši mums daudz jaunu produktu.

Vispārīgi runājot, pateicoties nepārtrauktai tehnoloģiju attīstībai, pusvadītāju lāzeru pielietojuma jomas nepārtraukti mainās, un šīs izmaiņas joprojām notiek. Kopumā pusvadītāju lāzeri attīstās, lai sasniegtu īsākus emisijas viļņu garumus un lielāku emisijas jaudu, lai apmierinātu pašreizējās tirgus prasības.

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, droši sazinieties ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs ievērosim savu mērķi nodrošināt saviem klientiem augstu kvalitāti, zemas cenas un vislabāko servisu.