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半导体激光器的发展史
半导体激光器又称激光二极管(LD)。随着半导体物理的发展,人们早在20世纪50年代就设想发明半导体激光器。
20世纪60年代初期的半导体激光器是同质结型激光器,是一种只能以脉冲形式工作的半导体激光器。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯(Keyes)和奎斯特(Quist)报告了砷化镓材料的光发射现象。
半导体激光器发展的第二阶段是异质结构半导体激光器,它是由两种不同带隙的半导体材料薄层,如GaAs,GaAlAs所组成的激光器。单异质结注人型激光器(SHLD),它是利用异质结提供的势垒把注入电子限制在GaAsP-N结的P区之内,以此来降低阀值电流密度的激光器。
1970年,人们又发明了激光波长为9000Å在室温下连续工作的双异质结GaAs-GaAlAs(砷化稼一稼铝砷)激光器。在半导体激光器件中,目前比较成熟、性能较好、应用较广的是具有双异质结构的电注人式GaAs二极管激光器。
从20世纪70年代末开始,半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器;另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器。在泵浦固体激光器等应用的推动下,高功率半导体激光器(连续输出功率在100W以上,脉冲输出功率在5W以上,均可称之谓高功率半导体激光器)在20世纪90年代取得了突破性进展,其标志是半导体激光器的输出功率显著增加,国外千瓦级的高功率半导体激光器已经商品化,国内样品器件输出已达到600W。另外,还有高功率无铝激光器、红外半导体激光器和量子级联激光器等等。其中,可调谐半导体激光器是通过外加的电场、磁场、温度、压力、掺杂盆等改变激光的波长,可以很方便地对输出光束进行调制。
20世纪90年代末,面发射激光器和垂直腔面发射激光器得到了迅速的发展。
目前,垂直腔面发射激光器已用于千兆位以太网的高速网络,为了满足21世纪信息传输宽带化、信息处理高速化、信息存储大容量以及军用装备小型、高精度化等需要,半导体激光器的发展趋势主要是向高速宽带LD、大功率LD,短波长LD,盆子线和量子点激光器、中红外LD等方面发展。
半导体激光的波长是多少
如果是光通信的研究,一般用的多的半导体激光器的波长是1550nm波段的,其次是1310nm,也有其他的如,850nm和980nm等等。 半导体激光器的常用参数可分为:波长、阈值电流Ith 、工作电流Iop 、垂直发散角 、水平发散角 ∥、监控电流Im。
(1)波长:即激光管工作波长,可作光电开关用的激光管波长有635nm、650nm、670nm、激光二极管690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。
(2)阈值电流Ith :即激光管开始产生激光振荡的电流,对一般小功率激光管而言,其值约在数十毫安,具有应变多量子阱结构的激光管阈值电流可低至10mA以下。
(3)工作电流Iop :即激光管达到额定输出功率时的驱动电流,此值对于设计调试激光驱动电路较重要。
(4)垂直发散角 :激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15~40左右。
(5)水平发散角 ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6~ 10左右。
(6)监控电流Im :即激光管在额定输出功率时,在PIN管上流过的电流。
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