Kas ir pusvadītāju lāzeri? (Ⅱ)

Pusvadītāju lāzeri pieder pie sava veida cietvielu lāzera, ir pusvadītāju materiāls kā lāzera vide, strāvas iesmidzināšanas diodes avota reģionā kā lāzerdiodes sūknēšanas režīms (elektronu ierosinātais starojums gaismas radīšanai). No visu veidu lāzeriem vislabākā enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir pusvadītāju lāzeram (tieši pielietoto lieljaudas pusvadītāju lāzera komponentu elektrooptiskās konversijas efektivitāte var sasniegt pat 60-70 procentus). To var izmantot kā šķiedru lāzera, cietā lāzera un cita veida optiskā sūknēšanas lāzera galveno sūkņa avotu, kā arī veicina šķiedru lāzera un cietā lāzera tehnoloģiju strauju attīstību.(Turpināt ar Ⅰ daļu)

3. Pusvadītāju lāzera attīstības vēsture

Pusvadītāju lāzers 1960. gadu sākumā ir homogēns savienojuma lāzers, kas ir pn savienojuma diode, kas izgatavota uz sava veida materiāla. Tiešās strāvas injekcijas laikā elektroni tiek nepārtraukti ievadīti P zonā un caurumi tiek nepārtraukti ievadīti N zonā. Rezultātā nesēja sadalījuma maiņa tiek realizēta sākotnējā pn savienojuma izsīkuma reģionā. Tā kā elektronu migrācijas ātrums ir lielāks par caurumu migrācijas ātrumu, aktīvajā reģionā notiek starojums un rekombinācija, izstarojot fluorescenci, un noteiktos apstākļos notiek lāzers. Šis ir sava veida pusvadītāju lāzers, kas var darboties tikai impulsa veidā. Otrais pusvadītāju lāzera izstrādes posms ir heterostruktūras pusvadītāju lāzers, kas sastāv no diviem plāniem pusvadītāju materiālu slāņiem ar dažādām joslas spraugām, piemēram, GaAs un GaAlAs. Pirmo reizi parādījās vienas heterostruktūras lāzers (1969). Lai samazinātu GaAsP-N savienojuma sliekšņa strāvas blīvumu, SHLD vērtība ir par vienu pakāpi mazāka nekā viendabīga savienojuma lāzera vērtība, taču SHLD joprojām nevar nepārtraukti darboties istabas temperatūrā.

Kopš 1970. gadu beigām pusvadītāju lāzers ir attīstījies divos virzienos, viens ir informācijas lāzers informācijas pārraidīšanai, bet otrs ir jaudas lāzers optiskās jaudas uzlabošanai. Darbojas, izmantojot sūknējamu cietvielu lāzeru, lieljaudas pusvadītāju lāzeru (nepārtraukta izejas jauda virs 100 mw, impulsa izejas jauda virs 5 W, to var saukt par lieljaudas pusvadītāju lāzeru).

Izrāviens ir panākts 90. gados, ko iezīmēja ievērojams pusvadītāju lāzeru izejas jaudas pieaugums. Ārzemēs ir komercializēti lieljaudas pusvadītāju lāzeri ar kilovatu līmeni, un vietējo paraugu ierīču jauda ir sasniegusi 600 W. Ja no lāzera joslas paplašināšanas viedokļa lietojumprogrammā tika ievietots pirmais infrasarkanais pusvadītāju lāzers, kam sekoja liels skaits 670 nm sarkano pusvadītāju lāzeru, un pēc tam iznāca viļņa garums 650 nm, 635 nm, zilā gaisma, zilā gaisma. pusvadītāju lāzers ir veiksmīgi izstrādāts, 10mW violetais un pat ultravioletais pusvadītāju lāzers, tas arī tiek izstrādāts. Deviņdesmito gadu beigās strauji tika izstrādāti virsmu izstarojoši lāzeri un vertikālās dobuma virsmas izstarojošie lāzeri, un ir apsvērti daudzi pielietojumi ultraparalēlā optoelektronikā. Optiskajās sistēmās ir izmantotas 980 nm, 850 nm un 780 nm ierīces. Pašlaik gigabitu Ethernet ātrdarbīgos tīklos ir izmantoti vertikālās dobuma virsmas izstarojošie lāzeri.

4. Pusvadītāju lāzera pielietojums

Pusvadītāju lāzers ir nobriedis agrāk, ar ātrāku lāzeru klases progresu, pateicoties tā plašajam viļņu garuma diapazonam, vienkāršai ražošanai, zemām izmaksām, vieglai masveida ražošanai, kā arī maza izmēra, viegluma un ilga kalpošanas laika dēļ, tāpēc ir dažādas straujas attīstības iespējas. , plašs lietojumu klāsts, ir vairāk nekā 300 veidu.

1) Pielietojums rūpniecībā un tehnoloģijās

① Optiskās šķiedras komunikācija. Pusvadītāju lāzers ir praktisks optiskās šķiedras sakaru sistēmas gaismas avots. Optiskās šķiedras komunikācija ir kļuvusi par mūsdienu sakaru tehnoloģiju galveno virzienu.

② Optiskā diska piekļuve. Pusvadītāju lāzeri jau tiek izmantoti optisko disku atmiņā, kuras priekšrocība ir liela apjoma informācijas glabāšana par skaņu, tekstu un attēliem. Zilā un zaļā lāzera izmantošana var ievērojami uzlabot kompaktdisku uzglabāšanas blīvumu.

③ Spektrālā analīze. Tālo infrasarkano staru regulējamais pusvadītāju lāzers ir izmantots vides gāzu analīzē, gaisa piesārņojuma uzraudzībā, automašīnu izplūdes gāzēs un tā tālāk. To var izmantot rūpniecībā, lai uzraudzītu gāzes nogulsnēšanās procesu.

④Optiskā informācijas apstrāde. Pusvadītāju lāzeri ir izmantoti optiskajās informācijas sistēmās. Virsmas emisijas pusvadītāju lāzera divdimensiju masīvs ir ideāls gaismas avots optiskām paralēlās apstrādes sistēmām, kuras tiks izmantotas datoros un optiskajos neironu tīklos.

⑤Lāzera mikrofabricēšana. Ar augstas enerģijas ultra-shire lāzera palīdzību, ko ražo Q slēdža pusvadītāju lāzers, integrālo shēmu var sagriezt, perforēt utt.

⑥ Lāzera trauksme. Pusvadītāju lāzera signalizācija tiek plaši izmantota, tostarp apsardzes signalizācija, ūdens līmeņa trauksme, automašīnas attāluma trauksme utt.

⑦Lāzerprinteris. Lieljaudas pusvadītāju lāzeri jau tiek izmantoti lāzerprinteros. Zilā un zaļā lāzera izmantošana var ievērojami uzlabot drukāšanas ātrumu un izšķirtspēju.

⑧ Lāzera svītrkoda skeneris. Pusvadītāju lāzera svītrkodu skeneri plaši izmantoti preču pārdošanā, kā arī grāmatu un arhīvu pārvaldībā.

⑨ Sūknējiet cietvielu lāzeru. Šis ir svarīgs lieljaudas pusvadītāju lāzeru pielietojums, ko var izmantot, lai aizstātu sākotnējo atmosfēras lampu un izveidotu visu cietvielu lāzeru sistēmu.

⑩ Augstas izšķirtspējas lāzera televizors. Tuvākajā nākotnē pusvadītāju lāzera televizorus bez katodstaru lampām varētu laist tirgū, izmantojot sarkanos, zilos un zaļos lāzerus, kas tiek lēsts par 20 procentiem mazāk enerģijas nekā esošie televizori.

2) Pielietojums medicīnas un dzīvības zinātnes pētniecībā

① Lāzerķirurģija. Pusvadītāju lāzeri ir izmantoti mīksto audu izgriešanai, audu savienošanai, koagulācijai un iztvaicēšanai. Šajā tehnoloģijā plaši tiek izmantota vispārējā ķirurģija, plastiskā ķirurģija, dermatoloģija, uroloģija, dzemdniecība, ginekoloģija utt.

②Lāzera dinamiskā terapija. Gaismas jutīgās vielas, kurām ir afinitāte pret audzēju, tiek selektīvi savāktas vēža audos, un vēža audi tiek apstaroti ar pusvadītāju lāzeru, lai iegūtu reaktīvas skābekļa sugas, kuru mērķis ir padarīt tos nekrotiskus, nesabojājot veselos audus.

③ Dzīvības zinātnes pētījumi. "Optiskās pincetes", kas izmanto pusvadītāju lāzerus, lai sagrābtu dzīvas šūnas vai hromosomas un pārvietotu tās, kur vien tās vēlas, ir izmantotas, lai uzlabotu šūnu sintēzi, šūnu mijiedarbību un kriminālistikas diagnostiku.

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.