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          半导体激光器常见的种类及特点有哪些?

          半导体激光器又称激光二极管,是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异,不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

          半导体激光(Semiconductor laser)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激光二极管(Laser diode)等,广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器(激光笔),是目前生产量最大的激光器。由于其有许多独特的和优秀的特性,如高效率、小型化、快速响应等,因此被广泛应用于通讯、工业、医疗、军事等领域。下面介绍几种常见的半导体激光器及其特点。

          1. 边发射激光器

          边发射激光器(Edge-Emitting Laser,EEL)是应用最广泛的半导体激光器类型。它的激光束垂直于半导体表面发射,可以从两端进行光学耦合。EEL具有较好的光束质量,适合用于远距离通信和光纤传感等领域。

          2. 面发射激光器

          面发射激光器(Surface-Emitting Laser,SEL)的激光束平行于半导体表面发射,可以在垂直于半导体表面的方向上进行光学耦合。SEL具有低阈值、单模输出和易于二维阵列集成的特点,适合用于短距离通信和并行光学信号处理等领域。

          3. 垂直腔表面发射激光器

          垂直腔表面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)是一种结构特殊的半导体激光器。它的激光束垂直于半导体表面发射,具有低阈值、单模输出和圆形光斑等优点,适合用于数据通信、光存储和并行光学信号处理等领域。

          4. 分布式反馈激光器

          分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,DFB)是一种具有周期性折射率变化的半导体激光器。它的激光束垂直于半导体表面发射,具有低阈值、单模输出和窄线宽等优点,适合用于光纤传感、光相干雷达和DWDM系统等领域。除了以上几种类型,还有量子点激光器、石墨烯激光器等新型半导体激光器在不断研究和发展中。不同类型的半导体激光器有其独特的的应用场景和优势,根据具体需求选择适合的激光器类型是关键。

          目前,蓝光半导体激光单管主要采用的是TO封装结构。以蓝光单管NUBM08为例,其单管输出功率为4.35W,波长为455nm。实测不带准直镜快轴发散角为40°,慢轴发散角为10°。带准直镜快轴发散角为-0.1°,慢轴发散角为0.5°。根据快轴准直和慢轴准直后的BPP(光束参数积)来布置叠加快轴方向激光管的数量,以达到最佳的光纤耦合输出。

          5、半导体激光器的应用

          半导体激光器在各个领域都有广泛的应用。例如,在通信领域,它可以用于光纤通信、光交换、光调制和解调等方面,提高通信速度和容量;在工业领域,它可以用于材料加工、印刷、打标、检测等方面,提高生产效率和质量;在医疗领域,它可以用于手术、光疗、光谱分析等方面,提高医疗水平和诊断能力;在军事领域,它可以用于激光武器、雷达、导航等方面,提高作战能力和战斗力。

          6、总结  

          半导体激光器是一种重要的光学器件,具有广泛的应用前景。不同类型的半导体激光器有其独特的的特点和优势,根据具体需求选择适合的激光器类型是关键。随着科技的不断进步和发展,半导体激光器将会在更多的领域得到应用和推广,为人类的生产和生活带来更多的便利和贡献。

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