Mitä ovat puolijohdelaserit? (Osa Ⅱ)

Puolijohdelaserit kuuluu eräänlaiseen solid-state laseriin, on puolijohdemateriaali laserväliaineena, virtainjektiodiodin lähdealueeseen laserdiodin pumppausmuotona (elektronivirittynyt säteily valon tuottamiseksi). Kaikenlaisista lasereista puolijohdelaserilla on paras energian muunnostehokkuus (suoraan käytettyjen suuritehoisten puolijohdelaserkomponenttien sähköoptinen muunnostehokkuus voi olla jopa 60-70 prosenttia). Sitä voidaan käyttää kuitulaserin, kiinteän laserin ja muiden optisten pumppauslaserien ydinpumppulähteenä ja edistää kuitulaserin ja kiinteän lasertekniikan nopeaa kehitystä.(Jatka osasta Ⅰ)

3. Puolijohdelaserin kehityshistoria

Puolijohdelaser 1960-luvun alussa on homogeeninen liitoslaser, joka on eräänlaiselle materiaalille valmistettu pn-liitosdiodi. Eteenpäin suuntautuvan virran injektoinnin alla elektroneja ruiskutetaan jatkuvasti P-alueelle ja reikiä jatkuvasti N-alueelle. Tämän seurauksena kantoaallon jakautumisen kääntyminen toteutuu alkuperäisellä pn-liitoksen ehtymäalueella. Koska elektronien migraationopeus on nopeampi kuin aukkojen kulkeutumisnopeus, aktiivisella alueella tapahtuu säteilyä ja rekombinaatiota, joka emittoi fluoresenssia, ja laser tapahtuu tietyissä olosuhteissa. Tämä on eräänlainen puolijohdelaser, joka voi toimia vain pulssin muodossa. Toinen vaihe puolijohdelaserin kehityksessä on heterorakenteinen puolijohdelaser, joka koostuu kahdesta ohuesta kerroksesta puolijohdemateriaaleja, joilla on erilaiset kaistavälit, kuten GaAs ja GaAlAs. Yksi heterorakennelaser ilmestyi ensimmäisenä (1969). GaAsP-N-liitoksen kynnysvirrantiheyden pienentämiseksi SHLD:n arvo on suuruusluokkaa pienempi kuin homogeenisen liitoslaserin, mutta SHLD ei silti voi toimia jatkuvasti huoneenlämmössä.

1970-luvun lopulta lähtien puolijohdelaser on kehittynyt kahteen suuntaan, joista toinen on informaatiolaser tiedon välittämiseen ja toinen optisen tehon parantamiseen tarkoitettu teholaser. Pumpatun puolijohdelaserin, suuritehoisen puolijohdelaserin (jatkuva lähtöteho yli 100 mw, pulssin lähtöteho yli 5 W, voidaan kutsua suuritehoiseksi puolijohdelaseriksi) käyttö.

1990-luvulla on tapahtunut läpimurtoa, ja puolijohdelaserien lähtöteho on kasvanut merkittävästi. Suuritehoisia kilowattitason puolijohdelasereita on kaupallistettu ulkomailla, ja kotimaisten näytelaitteiden teho on saavuttanut 600 W. Jos laserkaistan laajentamisen kannalta ensimmäinen infrapunapuolijohdelaser, jota seurasi suuri määrä 670 nm punaista puolijohdelaseria sovellukseen, ja sitten aallonpituus 650 nm, 635 nm tuli ulos, sininen valo, sininen valo puolijohdelaser on onnistuneesti kehitetty, 10mW violetti ja jopa ultraviolettipuolijohdelaser, se on myös kehitteillä. 1990-luvun lopulla pintaa emittoivia lasereita ja pystysuoraa pintaa emittoivia lasereita on kehitetty nopeasti, ja monia ultrarinnakkaisen optoelektroniikan sovelluksia on harkittu. Optisissa järjestelmissä on käytetty 980nm, 850nm ja 780nm laitteita. Tällä hetkellä nopeissa gigabitin Ethernet-verkoissa on käytetty pystysuoraa kaviteettia pintaa emittoivia lasereita.

4. Puolijohdelaserin käyttö

Puolijohdelaser on kypsä aikaisemmin, ja laserluokka on nopeampi sen laajan aallonpituusalueen, yksinkertaisen tuotannon, alhaisten kustannusten, helpon massatuotannon ja pienen koon, kevyen, pitkän käyttöiän ja siksi nopean kehityksen lajikkeiden vuoksi. , laaja valikoima sovelluksia, on yli 300 erilaista.

1) Sovellus teollisuudessa ja tekniikassa

① Optinen kuituyhteys. Puolijohdelaser on optisen kuituviestintäjärjestelmän käytännöllinen valonlähde. Optisesta kuituviestinnästä on tullut nykyajan viestintätekniikan valtavirta.

②Optisen levyn käyttö. Puolijohdelasereita käytetään jo optisessa levymuistissa, jonka etuna on suuri määrä tietoa äänestä, tekstistä ja kuvista. Sinisten ja vihreiden laserien käyttö voi parantaa CD-levyjen tallennustiheyttä huomattavasti.

③ Spektrianalyysi. Kauko-infrapunaviritettävää puolijohdelaseria on käytetty ympäristökaasuanalyysissä, ilmansaasteiden, autojen pakokaasujen ja niin edelleen seurannassa. Sitä voidaan käyttää teollisuudessa kaasulaskeumaprosessin seuraamiseen.

④Optinen tietojenkäsittely. Puolijohdelasereita on käytetty optisissa tietojärjestelmissä. Pintaemissiopuolijohdelaser-kaksiulotteinen ryhmä on ihanteellinen valonlähde optisiin rinnakkaiskäsittelyjärjestelmiin, joita käytetään tietokoneissa ja optisissa hermoverkoissa.

⑤Laser mikrovalmistus. Q-kytkinpuolijohdelaserin tuottaman korkeaenergisen ultrashire-laserin avulla integroitua piiriä voidaan leikata, lävistää jne.

⑥ Laserhälytys. Puolijohdelaserhälytin on laajalti käytössä, mukaan lukien murtohälytin, vesitason hälytys, auton etäisyyshälytys jne.

⑦Lasertulostin. Suuritehoisia puolijohdelasereita käytetään jo lasertulostimissa. Sinisten ja vihreiden laserien käyttö voi parantaa huomattavasti tulostusnopeutta ja resoluutiota.

⑧ Laserviivakoodilukija. Puolijohdelaserviivakoodiskannereita on käytetty laajalti tavaroiden myynnissä sekä kirjojen ja arkistojen hallinnassa.

⑨ Pumppaa puolijohdelaser. Tämä on suuritehoisten puolijohdelasereiden tärkeä sovellus, jota voidaan käyttää korvaamaan alkuperäinen ilmakehälamppu ja muodostamaan täysin solid-state laserjärjestelmän.

⑩ Teräväpiirto lasertelevisio. Lähitulevaisuudessa voidaan saattaa markkinoille puolijohdelasertelevisioita, joissa ei ole katodisädeputkia, käyttämällä punaisia, sinisiä ja vihreitä lasereita, joiden arvioidaan kuluttavan 20 prosenttia vähemmän virtaa kuin nykyiset televisiot.

2) Sovellukset lääketieteen ja biotieteen tutkimuksessa

① Laserleikkaus. Puolijohdelasereita on käytetty pehmytkudosten leikkaamiseen, kudosten sitomiseen, koagulaatioon ja höyrystymiseen. Yleiskirurgia, plastiikkakirurgia, ihotauti, urologia, synnytys, gynekologia jne. ovat laajalti käytössä tässä tekniikassa.

②Dynaaminen laserhoito. Valoherkät aineet, joilla on affiniteettia kasvaimeen, kerätään selektiivisesti syöpäkudokseen, ja puolijohdelaserilla säteilytetään syöpäkudosta reaktiivisten happiyhdisteiden tuottamiseksi, mikä pyrkii tekemään siitä nekroottisen vahingoittamatta tervettä kudosta.

③ Life science -tutkimus. "Optisia pinseteitä", jotka käyttävät puolijohdelasereita sieppaamaan eläviä soluja tai kromosomeja ja siirtämään niitä minne haluavat, on käytetty parantamaan solusynteesiä, soluvuorovaikutuksia ja oikeuslääketieteellistä diagnostiikkaa.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.