半导体激光器原理(激光二极管原理)

半导体激光器原理

半导体激光(Semiconductorlaser)在1962年被成功激发,在1970年实现室温下连续输出。后来经过改良,开发出双异质接合型激光及条纹型构造的

经过数十年的发展,国外市场客户对产品的成本控制、器件性能的要求越来越全面,对产品的筛选也越来越严格,近年来,受到这些因素的影响,行业的发展出现了一些新的趋势。

10)高清晰度激光电视。不久的将来,没有阴极射线管的半导体激光电视机可以投放市场,它利用红、蓝、绿三色激光,估计其耗电量比现有的电视机低20%。

3)生命科学研究。使用半导体激光的“光镊”,可以扑捉活细胞或染色体并移至任意位置,已经用于促进细胞合成,细胞相互作用等研究,还可以作为法医取证的诊断技术。

从半导体激光器从业企业的角度看,其竞争态势与20世纪90年代的微电子行业有一定的类似之处。都经历了从中小型企业自由竞争,到通过合并重组产生的“巨无霸”型公司分割市场的竞争路线。如本来在产业界就占优势地位的Lumentum与Oclaro公司的合并以及II-VI与Finisar公司的重组,势必对产业内其他中小型企业的生存现状产生严重影响。

激光二极管原理

半导体激光产业已经成为整个激光产业的基石,而激光产业也已经成为人类社会生活不可分割的一部分。据统计,2019年全球激光器的销售额预计将维持6%的增长速度,达到146亿美元。其中半导体激光器的市场规模(包括直接的半导体激光器,也包括固体激光器与光纤激光器的泵浦源)约为68.8亿美元,占激光器整体市场的50%左右,年增长率约为15%。

要实际获得相干受激辐射,必须使受激辐射在光学谐振腔内得到多次反馈而形成激光振荡,激光器的谐振腔是由半导体晶体的自然解理面作为反射镜形成的,通常在不出光的那一端镀上高反多层介质膜,而出光面镀上减反膜。对F—p腔(法布里—珀罗腔)半导体激光器可以很方便地利用晶体的与p-n结平面相垂直的自然解理面构成F-p腔。

1)激光**。半导体激光已经用于软组织切除,组织接合、凝固和汽化。普通外科、*外科、皮肤科、泌*科、妇产科等,均广泛地采用了这项技术。

2)激光动力学*。将对肿瘤有亲合性的光敏物质有选择地聚集于癌组织内,通过半导体激光照射,使癌组织产生活性氧,旨在使其坏死而对健康组织毫无损害。

通常来讲,IDM公司的半导体激光器在性能和可*上更具优势;而通过Foundry与Fabless企业的组合可以将产品成本控制得更低。

半导体受激发射的条件

近年来新形式的半导体激光器公司也获得了巨大发展,包括大型集成设计制造(IDM)公司,代工(Foundry)企业,无生产线(Fabless)公司等。

9)泵浦固体激光器。这是高功率半导体激光器的一个重要应用,采用它来取代原来的氛灯,可以构成全固态激光系统。

激光器是能发射激光的装置,激光器——能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围,1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后,激光器的种类就越来越多。

以现有产业结构来看,整个行业主要包括材料、芯片、器件、模块、系统等几个应用节点,但无论是上游的材料和芯片产业还是中下游的器件、模块、系统产业无疑都是技术密集和资金密集型产业,需要大量的技术沉淀积累和巨额的资金投入。

半导体激光器制作技术经历了由扩散法到液相外延法(LPE),气相外延法(VPE),分子束外延法(MBE),MOCVD方法(金属有机化合物汽相淀积),化学束外延(CBE)以及它们的各种结合型等多种工艺。