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半導(dǎo)體激光器

半導(dǎo)體激光的優(yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)

星之球激光 來(lái)源:中國(guó)激光網(wǎng)2011-11-17 我要評(píng)論(0 )   

半導(dǎo)體激光有如下的優(yōu)點(diǎn): 1.效率高(可達(dá) 20 %),耗電少。 2.壽命長(zhǎng):有些光電量測(cè)廠商把量測(cè)設(shè)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(dǎo)體激光有如下的優(yōu)點(diǎn):

1.效率高(可達(dá) 20 %),耗電少。
2.壽命長(zhǎng):有些光電量測(cè)廠商把量測(cè)設(shè)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(jī)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(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的操作。半導(dǎo)體激光一開(kāi)機(jī)很快便穩(wěn)定下來(lái),又很合適用電路調(diào)制其輸出,比如可使用脈波調(diào)制法量測(cè)距離(而 He-Ne 激光必須開(kāi)機(jī)三十分鐘后才穩(wěn)定下來(lái), 這點(diǎn)是萬(wàn)萬(wàn)比不上半導(dǎo)體激光了)。
3.瞬間即可達(dá)到開(kāi)關(guān)的作用,適宜通信用途。并且半導(dǎo)體激光一開(kāi)機(jī)很快便穩(wěn)定下來(lái),又很合適用電路調(diào)制其輸出,比如可使用脈波調(diào)制法量測(cè)距離(而 He-Ne 激光必須開(kāi)機(jī)三十分鐘后才穩(wěn)定下來(lái),這點(diǎn)是萬(wàn)萬(wàn)比不上半導(dǎo)體激光了)。
4.可得到各種波長(zhǎng):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(dāng)電流通過(guò)pn界面時(shí),將因化合物的不同而發(fā)出各種可見(jiàn)激光及不可見(jiàn)激光。半導(dǎo)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(zhǎng),由于具有紅外線及紅色波長(zhǎng),在通信及量測(cè)上很容易與各種傳感器配合而得到很廣泛的用途。
5.機(jī)械性質(zhì)方面:有堅(jiān)固、體機(jī)輕的優(yōu)點(diǎn)。

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

但因半導(dǎo)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(dǎo)效應(yīng),或用面射型( surface emitted?。┌雽?dǎo)體激光則能量可更大。

半導(dǎo)體激光目前以通信用途為其主流,但事實(shí)上傳遞信號(hào)時(shí)常受到半導(dǎo)體激光本身聲(NOISE) 的干擾, 凡是不需要的信號(hào)都可稱之為噪聲,半導(dǎo)體激光就如一般的半導(dǎo)體電子組件,易于產(chǎn)生下列噪聲,應(yīng)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(duì)溫度、響應(yīng)的頻率、以及組件之阻抗值(一般為頻率之函數(shù))有關(guān)。

2.散粒噪聲

散粒噪聲通常存在于真空管中或半導(dǎo)體內(nèi),當(dāng)電壓超過(guò)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(dòng)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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