產(chǎn)品列表
PROUCTS LIST
- 光纖光譜儀及測(cè)量附件
- 光譜測(cè)量光源
- 積分球
- 紫外分光光度計(jì)
- 激光器及附件
- 冷水機(jī)
- 照度計(jì)
- 激光光斑分析儀
- 顯微鏡
- 光學(xué)鏡片
- 磁力攪拌器
- 振蕩器/混勻儀
- 防腐蝕隔膜真空泵
- 離心機(jī)
- 移液器
- PCR梯度擴(kuò)增儀
- 高速均質(zhì)器
- 蠕動(dòng)泵
- 恒流泵
- 電子天平
- 水分儀
- 智能消解器
- 超聲波細(xì)胞破碎儀
- 超聲波清洗機(jī)
- 德國(guó)JENOPTIK
- 意大利LaserPoint
- 德國(guó)Omicron
- 德國(guó)APE
- 美國(guó)FJW
- 德國(guó)Xiton Photonics
- 荷蘭Delta Elektronika
- 美國(guó)NOIR
半導(dǎo)體激光器的發(fā)光原理
點(diǎn)擊次數(shù)：1589 時(shí)間：2025-01-10
半導(dǎo)體激光器（SemiconductorLaser,或稱(chēng)為激光二極管，LaserDiode,LD）的發(fā)光原理基于半導(dǎo)體材料的受激輻射（StimulatedEmission）現(xiàn)象，類(lèi)似于其他類(lèi)型的激光器，如固體激光器或氣體激光器。其工作原理可以分為以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：
1.半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)
半導(dǎo)體材料具有能帶結(jié)構(gòu)，包括價(jià)帶和導(dǎo)帶。電子在價(jià)帶上，當(dāng)吸收足夠的能量時(shí)，電子會(huì)躍遷到導(dǎo)帶，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電子激發(fā)。這種激發(fā)可以通過(guò)外加電流、光或熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.注入電流和載流子復(fù)合
在半導(dǎo)體激光器中，首先通過(guò)電流注入（一般是通過(guò)電極）將電子和空穴（正電荷載流子）注入到半導(dǎo)體的活性區(qū)（通常是p-n結(jié)處）。這些電子和空穴在活性區(qū)內(nèi)會(huì)發(fā)生復(fù)合，即電子和空穴相遇并結(jié)合，釋放出能量，形成光子。
3.光的受激輻射
當(dāng)一個(gè)電子從導(dǎo)帶躍遷回到價(jià)帶時(shí)，它會(huì)釋放出一個(gè)光子。這個(gè)過(guò)程叫做自發(fā)輻射，但在半導(dǎo)體激光器中，最重要的是受激輻射。受激輻射的原理是，當(dāng)一個(gè)光子與一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的電子碰撞時(shí)，激發(fā)態(tài)電子會(huì)躍遷到較低能級(jí)，并發(fā)射出與入射光子相同頻率、方向、相位和偏振的光子。
這個(gè)過(guò)程是光放大的基礎(chǔ)，在半導(dǎo)體激光器中，反復(fù)發(fā)生光子的受激輻射過(guò)程，最終形成激光輸出。
4.激光器腔和光反饋
為了讓光子在半導(dǎo)體激光器中進(jìn)行多次受激輻射，必須有一個(gè)光學(xué)腔來(lái)提供光反饋。這個(gè)腔通常由兩個(gè)鏡面組成，一個(gè)鏡面是反射鏡，另一個(gè)是部分透光鏡。光子在這兩個(gè)鏡面之間往返傳播，并逐漸增強(qiáng)，最終從部分透光鏡處輸出。
5.激光的產(chǎn)生
當(dāng)反向電流使得活性區(qū)的載流子密度足夠大時(shí)，發(fā)生的受激輻射就會(huì)超過(guò)自發(fā)輻射，光子會(huì)形成一個(gè)強(qiáng)烈的相干光束，從激光器的輸出端發(fā)射出來(lái)。這時(shí)，光波的方向性強(qiáng)、相位一致、頻率穩(wěn)定，從而形成了激光。
6.溫度與激光效率
半導(dǎo)體激光器的性能受溫度影響較大。溫度升高時(shí)，載流子的復(fù)合效率降低，光子發(fā)射的效率下降。因此，半導(dǎo)體激光器通常需要通過(guò)熱管理系統(tǒng)來(lái)保持工作溫度，確保激光輸出的穩(wěn)定性。
總結(jié)
半導(dǎo)體激光器通過(guò)電流注入激發(fā)電子和空穴在半導(dǎo)體材料中復(fù)合，產(chǎn)生光子。光子與其他電子發(fā)生受激輻射，形成光波。反射鏡提供光反饋，最終實(shí)現(xiàn)激光輸出。由于其體積小、效率高，半導(dǎo)體激光器廣泛應(yīng)用于通信、激光打印、激光掃描、醫(yī)療和光盤(pán)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。
