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半导体紫外绿光激光器是什么?

半导体紫外绿光激光器是什么?

发布时间:
2021/09/10
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半导体紫外绿光激光器是什么?
 
 
半导体激光器是什么?
 
一、什么叫激光
 
假设一个原子有两个能量状况E1和E2。处在E1的原子能量较低,咱们称它为基态;处在E2的原子能量较高,称为激发态。在通常状况下,大部分原子都处于能量较低的E1状况。假如该原子遭到光照,而且光波的频率v与这两个能量状况的能量具有关系,那末,原子会吸收光子的能量从基态激发到激发态,这便是吸收进程。处在激发态的原子是不稳定的,通过必定时间后,它会从激发态回到基态,同时放出一个能量为h的光子,这个进程称为自发射。但也有可能发生另一种状况,当原子还处在激发态时,又有一个能量为M的光子作用于它,这时,这个原子会遭到光子的鼓励立即从激发态回到基态同时能放出两个光子,这个进程称为受激发射。咱们注意到,受激发射所发生的光子是鼓励后发生的,所以它的频率、相位等都与鼓励它的光子完全相同。
 
能够用必定的办法使处在激发态的原子数比处在基态的原子数还要多。咱们把处在这种状况下的体系分布称为粒子数反转分布。假如一束能量的光子作用于一个已经到达粒子数反转的体系上,那末,受激发射的进程将超过吸收进程。也便是说离开这个体系的、能量的光子将比进入这个体系的光子多。这种现象称为光量子放大。人们把受激发射光量子放大所发生的光称为激光。与普通光相比,激光具有许多特殊的性质。它是一种亮度极高,方向性和单色性很好的相干光辐射。
 
二、半导体激光器
 
与上述原理相似,使用半导体资料中的电子能级以及它们之间的跃迁发光,能够制成半导体激光器。用分散的办法构成PN结,垂直于PN结的一对平行平面是光学平面,它们是使用砷化镓资料两个平行的解理面构成的,构成所谓谐振腔,前后是两个粗糙的平面在PN结上加正向偏压,而且使正向偏压足够大。由于很多的少数载流子注入,在PN结的空间电荷区邻近存在一个粒子数反转分布的区域,咱们称为“有源区”。一对平行的光学平面限制了部分光的透射。光在内部来回反射,逐渐增强,最终构成激光输出。粗糙外表的作用是使激光输出限制在一个方向上。
 
半导体激光器的主要特性参数有阈值电流、功率功率、峰值发射波长和谱线宽度。阈值电流表明激光器发生激光所需的最小作业电流。功率功率表明输出的光功率与注入的电功率之比。峰值发射波长是激光辐射强度最大处的波长。光谱线最大强度的一半所对应的两个波长之差称为谱线宽度。
 
由同一种半导体资料构成的PN结称为同质结。由两种不同资料构成的PN结称为异质结。为了提高半导体激光器的性能,已经改善和研制了不同结构的激光器。现在正在积极开展与研讨适用于光纤通讯的长波长(作业波长为1.3微米和1.5微米)的双异质结激光器。制造在室温下接连作业的长寿命半导体激光器是半导体激光器研制的重要课题。随着对激光器退化机理的研讨以及资料和工艺的改善,半导体激光器将开拓更广阔的道路。