Desenvolupament de tecnologia i camps d'aplicació dels làsers semiconductors

1. Introducció aLàsers de semiconductors
Els làsers semiconductors es coneixen comunament com a díodes làser, perquè utilitzen materials semiconductors com a material de treball, per la qual cosa s'anomenen làsers semiconductors. El làser semiconductor es compon d'un mòdul làser semiconductor acoblat a fibra, un dispositiu de combinació de feix, un cable de transmissió d'energia làser, un sistema d'alimentació, un sistema de control i una estructura mecànica, etc., i realitza una sortida làser sota la unitat i el control. del sistema d'alimentació i sistema de control. Les substàncies de treball d'ús habitual dels làsers semiconductors inclouen principalment l'arsenur de gal·li (GaAs), el sulfur de cadmi (CdS), el fosfur d'indi (InP), el sulfur de zinc (ZnS), etc. Segons diferents substàncies de treball, hi ha tres mètodes d'excitació principals: elèctric injecció, bomba i excitació de feix d'electrons d'alta energia.

(1) Els làsers de semiconductors d'injecció elèctrica utilitzen generalment GaAS, CdS, InP, ZnS i altres substàncies de treball com a materials principals per fer díodes d'unió de superfície de semiconductors. Quan es rep la injecció elèctrica, el corrent injectat al llarg del biaix cap endavant és La substància de treball s'excita per produir una emissió estimulada a la regió del pla nodal.
(2) Làsers de tipus Punp, generalment composts per cristalls simples de germani amb forats com a portadors (cristalls simples semiconductors de tipus P) o cristalls simples de germani amb electrons com a portadors (semiconductors tipus N) dopats amb impureses acceptores al cristall. Un cristall semiconductor) s'utilitza com a material de treball, i el làser emès per altres làsers s'utilitza com a excitació de la bomba per realitzar la inversió de població.
(3) Els làsers semiconductors excitats amb feix d'electrons d'alta energia són generalment similars als làsers de bomba en la selecció de materials de treball, i també s'utilitzen cristalls únics de germani semiconductors. No obstant això, val la pena assenyalar que els feixos d'electrons d'alta energia s'utilitzen en la selecció de cristalls simples semiconductors de tipus P. Els làsers de semiconductors excitats es basen principalment en PbS. CbS i ZnO són ​​els principals.

2. Mida del mercat del làser de díodes

Els làsers semiconductors tenen els avantatges de mida petita, pes lleuger, llarga vida, alta fiabilitat operativa, baix consum d'energia, alta eficiència de conversió electro-òptica, fàcil producció en massa i baix preu. Les impressores, etc. són molt utilitzades, abastant tot el camp de l'optoelectrònica.

Amb el desenvolupament continu i l'avenç de la tecnologia, els làsers de semiconductors es desenvolupen en la direcció d'una longitud d'ona d'emissió més curta, una potència d'emissió més gran, una mida ultra petita i una llarga vida, per satisfer les necessitats de diverses aplicacions, i les categories de productes s'estan convertint en cada cop més abundant. També s'ha utilitzat àmpliament en processament làser, impressió 3D, radar làser, gamma làser, ciències militars, mèdiques i de la vida. A més, mitjançant l'acoblament a la fibra òptica per a la transmissió, els làsers de semiconductors directes d'alta potència s'han utilitzat àmpliament en els camps del tall i la soldadura.

3. Aplicació de làsers semiconductors en el camp de l'optoelectrònica
(1) Comunicació de fibra òptica. El làser semiconductors és l'única font de llum pràctica per al sistema de comunicació de fibra òptica, i la comunicació de fibra òptica s'ha convertit en el corrent principal de la tecnologia de comunicació contemporània.
(2) Accés al CD. Els làsers semiconductors s'han utilitzat en l'emmagatzematge del disc òptic, i el seu major avantatge és que la quantitat d'informació emmagatzemada de so, text i imatge és molt gran. L'ús de làsers blaus i verds pot millorar considerablement la densitat d'emmagatzematge dels discos òptics.
(3) Anàlisi espectral. Els làsers semiconductors ajustables d'infrarojos llunyans s'han utilitzat en l'anàlisi de gasos ambientals, el control de la contaminació de l'aire, l'escapament dels vehicles, etc. Es pot utilitzar a la indústria per controlar el procés de deposició de vapor.
(4) Tractament òptic de la informació. Els làsers semiconductors s'han utilitzat en sistemes d'informació òptica. Les matrius bidimensionals de làsers semiconductors d'emissió superficial són fonts de llum ideals per a sistemes de processament òptics paral·lels, que s'utilitzaran en ordinadors i xarxes neuronals òptiques. 5) Microfabricació làser. Amb l'ajuda de polsos de llum ultra-curt d'alta energia generats per làsers de semiconductors Q-switched, es poden tallar i perforar circuits integrats.
(5) Alarma làser. Les alarmes làser de semiconductors s'utilitzen àmpliament, incloses les alarmes antirobatori, les alarmes de nivell d'aigua i les alarmes de distància del vehicle.
(6) Impressores làser. Els làsers de semiconductors d'alta potència ja s'utilitzen en impressores làser. L'ús de làsers blaus i verds pot millorar considerablement la velocitat i la resolució d'impressió.
(7) Escàner làser de codi de barres. Els escàners de codi de barres làser de semiconductors s'han utilitzat àmpliament en la venda de béns i la gestió de llibres i fitxers.
(8) TV làser d'alta definició. En un futur proper, es podran posar al mercat televisors làser semiconductors sense tubs de raigs catòdics. Utilitza làsers vermells, blaus i verds, i s'estima que el seu consum d'energia és un 20% inferior al dels televisors existents.

4. On és el futur dels làsers semiconductors?

Actualment, la major aplicació dels làsers semiconductors és com a font de bomba per a làsers de fibra i làsers d'estat sòlid. Quan s'utilitza el làser semiconductor com a font de bomba del làser de fibra, l'estructura del sistema de bomba es pot simplificar fonamentalment augmentant la potència de la unitat i es pot augmentar el nivell de potència de la bomba. Com que els làsers de fibra i els làsers d'estat sòlid tenen requisits de potència de sortida cada cop més alts, també es fan requisits més alts per a la potència de les fonts de bombes de semiconductors.

A causa de la limitació de la qualitat del feix, és difícil que els làsers tradicionals de semiconductors s'utilitzin directament per tallar metalls. En els darrers anys, amb la millora de la tecnologia d'acoblament de semiconductors i la maduresa gradual de la nova tecnologia de combinació de feix, alguns làsers de semiconductors amb una sortida de fibra per sobre de quilowatts també poden complir els requisits de qualitat del feix de tall. A més, a causa de la diversitat de longituds d'ona làser de semiconductors, la longitud d'ona dels làsers de semiconductors de longitud d'ona curta és molt propera al màxim d'absorció de longitud d'ona de l'alumini. Per tant, a la indústria de l'automòbil, els làsers de semiconductors d'alta potència són molt adequats per soldar carrosseries d'automòbils d'alumini. Actualment, els làsers de semiconductors amb una potència de sortida de làser entre 2 i 6 kW s'han utilitzat àmpliament en el procés de producció de la indústria de l'automòbil.

En el camp del processament directe de materials, la qualitat del feix dels làsers semiconductors és difícil de superar la dels làsers de fibra. Tanmateix, en aplicacions de tall i soldadura de plaques primes, els làsers de semiconductors són molt adequats. El desenvolupament de làsers semiconductors d'alta potència ha permès moltes aplicacions importants. Aquests làsers han substituït moltes tecnologies tradicionals i ens han aportat molts productes nous.

En termes generals, a causa del desenvolupament continu de la tecnologia, els camps d'aplicació dels làsers semiconductors estan canviant constantment, i aquests canvis encara es produeixen. En general, els làsers semiconductors s'estan desenvolupant cap a longituds d'ona d'emissió més curtes i potències d'emissió més altes per satisfer les demandes actuals del mercat.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.