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半導體激光器

半導體激光的優(yōu)點及注意事項

星之球激光 來源:中國激光網(wǎng)2011-11-17 我要評論(0 )   

半導體激光有如下的優(yōu)點: 1.效率高(可達 20 %),耗電少。 2.壽命長:有些光電量測廠商把量測設備中激光的光源由最初的 He-Ne激光改成二極管激光,以取得最佳的...

半導體激光有如下的優(yōu)點:

1.效率高(可達 20 %),耗電少。
2.壽命長:有些光電量測廠商把量測設備中激光的光源由最初的 He-Ne激光改成二極管激光,以取得最佳的機器壽命( He-Ne 激光壽命一般為 10^4 HR,而二極管激光壽命為 10^5HR ,相差十倍),特別適合現(xiàn)場長時間的操作。半導體激光一開機很快便穩(wěn)定下來,又很合適用電路調制其輸出,比如可使用脈波調制法量測距離(而 He-Ne 激光必須開機三十分鐘后才穩(wěn)定下來, 這點是萬萬比不上半導體激光了)。
3.瞬間即可達到開關的作用,適宜通信用途。并且半導體激光一開機很快便穩(wěn)定下來,又很合適用電路調制其輸出,比如可使用脈波調制法量測距離(而 He-Ne 激光必須開機三十分鐘后才穩(wěn)定下來,這點是萬萬比不上半導體激光了)。
4.可得到各種波長:利用周期表中的Ⅲ/V族,例如砷化鎵等化合物可制成二極管激光,當電流通過pn界面時,將因化合物的不同而發(fā)出各種可見激光及不可見激光。半導體激光只要改變組合元素的比例,便可改變不同的能量間隔,不同的能量間隔 , 提供了不同的輸出波長,由于具有紅外線及紅色波長,在通信及量測上很容易與各種傳感器配合而得到很廣泛的用途。
5.機械性質方面:有堅固、體機輕的優(yōu)點。

唯因半導體激光的光腔高度比波長還小,在共振腔中產(chǎn)生繞射的情形非常明顯,因此它的擴束角相當大,大到一般可視作點光源來處理,亦即在半導體激光前加一個光學透鏡,使其又成為平行光束。但是半導體水平和垂直兩方向的擴束角是不相等的,亦即它的光點是呈現(xiàn)著橢圓的形狀,因此尋常的一個透鏡并無法使其能夠產(chǎn)生一個正圓的平行光束,唯有藉助或全息光學組件,才能得到一個近似正圓的平行光束。由于半導體激光指向性不如 He-Ne 激光, 因此精密度稍遜。

但因半導體激光的能量不大,所以目前正朝向高能量發(fā)展,例如用平板形狀產(chǎn)生波導效應,或用面射型( surface emitted?。┌雽w激光則能量可更大。

半導體激光目前以通信用途為其主流,但事實上傳遞信號時常受到半導體激光本身聲(NOISE) 的干擾, 凡是不需要的信號都可稱之為噪聲,半導體激光就如一般的半導體電子組件,易于產(chǎn)生下列噪聲,應注意避免:

1.熱噪聲

熱噪聲是由 J.B.Johnson 所發(fā)現(xiàn)的,因此又常稱為 Johnson noise,熱噪聲所產(chǎn)生電壓降之平均平方值與波茲曼常數(shù)、絕對溫度、響應的頻率、以及組件之阻抗值(一般為頻率之函數(shù))有關。

2.散粒噪聲

散粒噪聲通常存在于真空管中或半導體內,當電壓超過一定的臨界值而電流流出呈現(xiàn)散亂的形狀,此一現(xiàn)象由 shottky 解釋為散彈的效果 (shot effect) 。

3.接觸噪聲

接觸噪聲是指組件由不完全接觸而產(chǎn)生電阻之變化量,在一些主動組件中也常稱為閃爍噪聲(flicker noise) 。此噪聲之電功率密度常與頻率成反比率。

 

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