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激光器
半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件,常應(yīng)用激光焊接機(jī)等激光設(shè)備,半導(dǎo)體激光器的工作原理是通過一定的激勵方式,在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價帶...
產(chǎn)品詳情
半導(dǎo)體激光器是以一定的半導(dǎo)體材料做工作物質(zhì)而產(chǎn)生激光的器件,常應(yīng)用激光焊接機(jī)等激光設(shè)備,半導(dǎo)體激光器的工作原理是通過一定的激勵方式,在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價帶)之間,或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)能級之間,實現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時,便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。
半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管,是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異,不同種類產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。 半導(dǎo)體激光器件,可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異質(zhì)結(jié)激光器在室溫時多為脈沖器件,而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時可實現(xiàn)連續(xù)工作。
半導(dǎo)體二極管激光器是最實用最重要的一類激光器。它體積小、壽命長,并可采用簡單的注入電流的方式來泵浦,其工作電壓和電流與集成電路兼容,因而可與之單片集成。并且還可以用高達(dá)GHz的頻率直接進(jìn)行電流調(diào)制以獲得高速調(diào)制的激光輸出。由于這些優(yōu)點,半導(dǎo)體二極管激光器在激光通信、光存儲、光陀螺、激光打印、測距以及雷達(dá)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
半導(dǎo)體激光(Semiconductor laser)在1962年被成功激發(fā),在1970年實現(xiàn)室溫下連續(xù)輸出。后來經(jīng)過改良,開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管(Laser diode)等,廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器(激光筆),是目前生產(chǎn)量最大的激光器。
激光二極體的優(yōu)點有:效率高、體積小、重量輕且價格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%,P-N型也達(dá)到數(shù)%~25%,總而言之能量效率高是其最大特色。另外,它的連續(xù)輸出波長涵蓋了紅外線到可見光范圍,而光脈沖輸出達(dá)50W(帶寬100ns)等級的產(chǎn)品也已商業(yè)化,作為激光雷達(dá)或激發(fā)光源可說是非常容易使用的激光的例子。
半導(dǎo)體激光器應(yīng)用在激光焊接中,激光焊接因其深寬比大、熱輸入量小等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于不銹鋼、鋁、銅等多種材料及異種材料的焊接。相較光纖激光器,半導(dǎo)體激光器光束能量分布均勻、光斑較粗,適用于塑料焊接,以及五金等行業(yè)焊接工件接頭間隙較大的場合,焊縫表面平整,可容許接頭一定的間隙,焊接質(zhì)量優(yōu)良。
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