Разработка технологий полупроводниковых лазеров

Полупроводниковые лазерышироко известны как лазерные диоды. Их называют полупроводниковыми лазерами, потому что в качестве рабочего вещества они используют полупроводниковые материалы. Полупроводниковые лазеры состоят из полупроводниковых лазерных модулей с оптоволоконной связью, устройств объединения лучей, оптических кабелей передачи лазерной энергии, систем питания, систем управления и механических конструкций. Выходная мощность лазера достигается при управлении и мониторинге системы электропитания и системы управления.

1. Знакомство с полупроводниковыми лазерами.
Полупроводниковые лазеры широко известны как лазерные диоды. Их называют полупроводниковыми лазерами, потому что в качестве рабочего вещества они используют полупроводниковые материалы. Полупроводниковые лазеры состоят из полупроводниковых лазерных модулей с оптоволоконной связью, устройств объединения лучей, оптических кабелей передачи лазерной энергии, систем питания, систем управления и механических конструкций. Выходная мощность лазера достигается при управлении и мониторинге системы электропитания и системы управления. Обычно используемые рабочие материалы полупроводниковых лазеров включают арсенид галлия (GaAs), сульфид кадмия (CdS), фосфид индия (InP), сульфид цинка (ZnS) и т. д. Существует три основных метода возбуждения в зависимости от различных рабочих материалов: электрическая инжекция, накачка. тип и возбуждение пучком высокоэнергетических электронов.

（1）. Электрическая инжекция — полупроводниковый лазер.
Обычно в качестве основных материалов для изготовления полупроводниковых диодов используются рабочие материалы, такие как GaAS, CdS, InP и ZnS. При получении электрической инъекции рабочий материал возбуждается вдоль инжектируемого тока прямого смещения, так что в области плоскости узла возникает стимулированное излучение.

（2）. Пунп лазер
Обычно в качестве рабочего материала используют монокристалл германия (полупроводниковый монокристалл P-типа) с дырками в качестве носителей или монокристалл германия с электронами в качестве носителей (полупроводниковый монокристалл N-типа), легированный акцепторными примесями в кристалле. и использовать лазеры, излучаемые другими лазерами, в качестве возбуждения накачки для достижения инверсной населенности.

（3）. Полупроводниковый лазер высокой энергии с возбуждением электронным пучком
В целом выбор рабочих материалов аналогичен выбору лазеров накачки, также используются полупроводниковые монокристаллы германия. Однако стоит отметить, что при выборе полупроводниковых монокристаллов P-типа в полупроводниковых лазерах с возбуждением электронным пучком высоких энергий в основном используется PbS. В основном CbS и ZnO.

Существует много типов полупроводниковых лазеров и множество методов классификации, основанных на параметрах их чипов и методах упаковки. Среди них основными методами классификации волоконных полупроводниковых лазеров являются следующие:

2. Развитие полупроводниковой лазерной технологии.
С момента изобретения первого в мире полупроводникового лазера в 1962 году полупроводниковые лазеры претерпели огромные изменения и во многом способствовали развитию других наук и технологий.

В последние годы бурное развитие получили полупроводниковые лазеры малой мощности, используемые в сфере информационных технологий. Например, DFB и динамические одномодовые лазерные диоды, используемые для оптоволоконной связи, а также лазерные диоды с длиной волны видимого света, широко используемые в обработке оптических дисков, и даже лазерные диоды со сверхкороткими импульсами добились значительного инновационного прогресса.

Сами по себе маломощные лазерные диоды также обладают такими характеристиками, как высокая интеграция, высокая скорость и возможность настройки. Также ускоряется разработка крупномасштабных мощных полупроводниковых лазеров.

В 1980-е годы выходная мощность независимых лазерных диодов превышала 100 мВт, а эффективность преобразования достигала 39%. В 1990-е годы американцы вновь подняли показатель на новый уровень, достигнув эффективности преобразования в 45%. Что касается выходной мощности, она также изменилась с уровня Вт на уровень кВт.

В настоящее время, при поддержке проектов исследований и разработок в различных странах, лазерные технологии, такие как структура кристаллов, эпитаксиальный рост и упаковка устройств полупроводниковых лазеров, достигли большого прогресса, а производительность единичных устройств также достигла крупных прорывов: электро- Эффективность оптического преобразования достигла более 70%, что очень низко. Угол расхождения луча, непрерывная выходная мощность одного стержня превышает киловатты, а использование радиатора из углеродного нано (CN) может увеличить эффективность охлаждения лазера на 30% по сравнению с традиционной технологией установки полупроводникового стержня. Выходная мощность одной трубки шириной 100 мкм достигает 24,6 Вт, а срок непрерывной работы высокой мощности достигает десятков тысяч часов.

Высокоэффективные и мощные полупроводниковые лазеры также быстро превратились в полностью затвердевшие лазеры, что открыло твердотельным лазерам LDP новые возможности и перспективы для развития.

3. Объем рынка полупроводниковых лазеров
Полупроводниковые лазеры обладают преимуществами небольшого размера, легкого веса, длительного срока службы, высокой эксплуатационной надежности, низкого энергопотребления, высокой эффективности электрооптического преобразования, простоты массового производства и низкой цены. Они широко используются в лазерных проигрывателях компакт-дисков, оптоволоконной связи, оптических запоминающих устройствах и лазерах. Широкое распространение получили принтеры и т. д., охватывающие всю область оптоэлектроники.

Благодаря постоянному развитию и прорыву в технологии полупроводниковые лазеры развиваются в направлении более короткой длины волны излучения, более высокой мощности излучения, сверхмалых размеров и длительного срока службы для удовлетворения потребностей различных приложений, а типы продуктов становятся все более богатыми. Он также широко используется в лазерной обработке, 3D-печати, лазерном радаре, лазерной локации, медицине и биологических науках и т. д. Кроме того, мощные полупроводниковые лазеры прямого действия широко используются в областях резки и сварки путем соединения с оптическими волокнами для передачи. .

Контактная информация:

Если у вас есть какие-либо идеи, не стесняйтесь говорить с нами. Независимо от того, где находятся наши клиенты и каковы наши требования, мы будем следовать нашей цели, чтобы предоставить нашим клиентам высокое качество, низкие цены и лучший сервис.