Què és un làser semiconductors? (Part Ⅱ)

Làsers de semiconductors Pertany a una mena de làser d'estat sòlid, és un material semiconductor com a mitjà làser, a la regió d'origen del díode d'injecció actual com a mode de bombeig del díode làser (radiació excitada d'electrons per produir llum). Entre tot tipus de làsers, el làser semiconductor té la millor eficiència de conversió d'energia (l'eficiència de conversió electro-òptica dels components làser de semiconductors d'alta potència aplicats directament pot arribar fins a un 60-70 per cent). Es pot utilitzar com a font central de bomba làser de fibra, làser sòlid i altres tipus de làser de bombeig òptic, i promou el ràpid desenvolupament de la tecnologia làser de fibra i làser sòlid.(Continua amb la part Ⅰ)

3. Història de desenvolupament del làser semiconductors

El làser semiconductor a principis dels anys 60 és un làser d'unió homogènia, que és un díode d'unió pn fet en una mena de material. Sota la injecció de corrent directe, els electrons s'injecten contínuament a la zona P i els forats s'injecten contínuament a la zona N. Com a resultat, la inversió de la distribució del portador es realitza a la regió d'esgotament de la unió pn original. Com que la velocitat de migració d'electrons és més ràpida que la velocitat de migració del forat, la radiació i la recombinació es produeixen a la regió activa, emetent fluorescència i el làser es produeix en determinades condicions. Es tracta d'una mena de làser semiconductor que només pot funcionar en forma de pols. La segona etapa en el desenvolupament del làser semiconductor és el làser semiconductor d'heteroestructura, que consta de dues capes primes de materials semiconductors amb diferents bandes intermitents, com ara GaAs i GaAlAs. El làser d'heteroestructura única va aparèixer per primer cop (1969). Per tal de reduir la densitat de corrent llindar de la unió GaAsP-N, el valor de SHLD és un ordre de magnitud inferior al del làser d'unió homogènia, però el SHLD encara no pot funcionar contínuament a temperatura ambient.

Des de finals de la dècada de 1970, el làser semiconductor s'ha desenvolupat en dues direccions, una és el làser d'informació amb el propòsit de transmetre informació i l'altra és el làser de potència amb la finalitat de millorar la potència òptica. Impulsat per l'aplicació de làser d'estat sòlid bombat, làser semiconductor d'alta potència (potència de sortida contínua superior a 100 mw, potència de sortida de pols superior a 5 W, es pot anomenar làser semiconductor d'alta potència).

A la dècada de 1990 s'han fet grans avenços, marcats per un augment significatiu de la potència de sortida dels làsers de semiconductors. S'han comercialitzat làsers semiconductors d'alta potència de nivells de quilowatts a l'estranger i la producció dels dispositius de mostra nacionals ha arribat als 600 W. Si des del punt de vista de l'expansió de la banda làser, el primer làser semiconductor infrarojo, seguit d'un gran nombre de làser semiconductor vermell de 670 nm a l'aplicació, i després, la longitud d'ona de 650 nm, 635 nm va sortir, la llum blava, la llum blava El làser semiconductor s'ha desenvolupat amb èxit, làser semiconductor violeta de 10 mW i fins i tot ultraviolat, també està en desenvolupament. A finals de la dècada de 1990, els làsers d'emissió superficial i els làsers d'emissió de superfície de cavitat vertical s'han desenvolupat ràpidament, i s'han considerat moltes aplicacions en optoelectrònica ultraparal·lela. En sistemes òptics s'han utilitzat dispositius de 980 nm, 850 nm i 780 nm. Actualment, els làsers d'emissió de superfície de cavitat vertical s'han utilitzat en xarxes d'alta velocitat Gigabit Ethernet.

4. L'aplicació del làser semiconductor

El làser semiconductor és madur abans, amb un progrés més ràpid d'una classe de làsers, a causa del seu ampli rang de longituds d'ona, producció senzilla, baix cost, producció en massa fàcil i per la seva mida petita, lleugera, llarga vida, per tant, varietats de desenvolupament ràpid. , una àmplia gamma d'aplicacions, té més de 300 tipus.

1) Aplicació a la indústria i la tecnologia

① Comunicació de fibra òptica. El làser semiconductor és la font de llum pràctica d'un sistema de comunicació de fibra òptica. La comunicació per fibra òptica s'ha convertit en el corrent principal de la tecnologia de comunicació contemporània.

② Accés al disc òptic. Els làsers de semiconductors ja s'utilitzen a la memòria del disc òptic, que té l'avantatge d'emmagatzemar una gran quantitat d'informació sobre so, text i imatges. L'ús de làsers blaus i verds pot millorar molt la densitat d'emmagatzematge dels CD.

③Anàlisi espectral. El làser semiconductor ajustable per infrarojos llunyans s'ha utilitzat en l'anàlisi de gasos ambientals, el control de la contaminació de l'aire, l'escapament d'automòbils, etc. Es pot utilitzar a la indústria per controlar el procés de deposició de gas.

④ Tractament òptic de la informació. Els làsers semiconductors s'han utilitzat en sistemes d'informació òptica. La matriu bidimensional làser de semiconductors d'emissió superficial és una font de llum ideal per a sistemes de processament paral·lel òptic, que s'utilitzarà en ordinadors i xarxes neuronals òptiques.

⑤Microfabricació làser. Amb l'ajuda del làser ultra-shire d'alta energia produït pel làser semiconductor Q switch, el circuit integrat es pot tallar, perforar, etc.

⑥ Alarma làser. L'alarma làser de semiconductors s'utilitza àmpliament, inclosa l'alarma antirobatori, l'alarma de nivell d'aigua, l'alarma de distància del cotxe, etc.

⑦ Impressora làser. Els làsers de semiconductors d'alta potència ja s'utilitzen a les impressores làser. L'ús de làsers blaus i verds pot millorar considerablement la velocitat i la resolució d'impressió.

⑧ Escàner de codi de barres làser. Els escàners de codi de barres làser de semiconductors s'han utilitzat àmpliament en la venda de béns, així com en la gestió de llibres i arxius.

⑨Bombe el làser d'estat sòlid. Aquesta és una aplicació important dels làsers semiconductors d'alta potència, que es poden utilitzar per substituir la làmpada d'atmosfera original i formar un sistema làser d'estat sòlid.

⑩ Televisió làser d'alta definició. En un futur proper, es podrien posar al mercat televisors làser semiconductors sense tubs de raigs catòdics, utilitzant làsers vermells, blaus i verds que s'estima que consumeixen un 20 per cent menys d'energia que els aparells existents.

2) Aplicacions en recerca mèdica i en ciències de la vida

① Cirurgia làser. Els làsers semiconductors s'han utilitzat per a l'excisió de teixits tous, la unió de teixits, la coagulació i la vaporització. La cirurgia general, la cirurgia plàstica, la dermatologia, la urologia, l'obstetrícia, la ginecologia, etc., són molt utilitzades en aquesta tecnologia.

②Teràpia dinàmica làser. Les substàncies fotosensibles que tenen afinitat amb el tumor es reuneixen selectivament al teixit cancerígen i el teixit cancerígen és irradiat pel làser semiconductor per produir espècies reactives d'oxigen, amb l'objectiu de fer-lo necròtic sense danyar el teixit sa.

③ Recerca en ciències de la vida. Les "pinces òptiques", que utilitzen làsers semiconductors per arrabassar cèl·lules vives o cromosomes i moure'ls on vulguin, s'han utilitzat per millorar la síntesi cel·lular, les interaccions cel·lulars i el diagnòstic forense.

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.