半导体激光器有哪些种类?

半导体激光器有哪些种类?

半导体激光器的用途非常广泛,按照不同的类型,有不同的分类方式。松盛光电来介绍半导体激光器的常见分类情况,来了解一下吧。

按工作物质分类

同质结半导体激光器:其结构简单,有源区和两侧的限制层由同一种半导体材料制成。不过,它存在效率较低、阈值电流较高等缺点,目前实际应用较少。例如早期开发的一些简单结构的半导体激光器就属于同质结类型。

异质结半导体激光器

单异质结半导体激光器:由两种不同禁带宽度的半导体材料构成一个异质结,这种结构能在一定程度上提高注入效率和限制载流子,相较于同质结激光器,其性能有所提升。

双异质结半导体激光器:具有两个异质结,能更好地限制载流子和光场,使阈值电流显著降低,效率提高,是目前应用较为广泛的一种半导体激光器结构。例如,在光纤通信、激光打印等领域常用的半导体激光器很多都是双异质结结构。

按工作方式分类

连续波半导体激光器:可以连续不断地输出激光,输出功率相对稳定。常用于需要持续激光输出的场合,如激光通信、激光加工中的连续焊接和切割等。例如,在一些长距离的光纤通信系统中,连续波半导体激光器作为光源,能够稳定地传输光信号。

脉冲半导体激光器:以脉冲形式输出激光,脉冲的宽度、重复频率等参数可以根据需要进行调整。脉冲半导体激光器具有高峰值功率的特点,适用于激光测距、激光雷达、激光打标等领域。比如,激光测距仪利用脉冲半导体激光器发射短脉冲激光,通过测量激光往返目标的时间来确定距离。

按输出波长分类

短波长半导体激光器:主要包括紫外、蓝光和绿光半导体激光器。紫外半导体激光器可用于光刻、生物检测、高密度数据存储等领域;蓝光半导体激光器在蓝光光盘存储、激光显示等方面有应用;绿光半导体激光器常用于激光表演、激光投影等场合。

中波长半导体激光器:典型的是近红外波段的半导体激光器,波长范围一般在 0.7 - 2μm,如常见的 808nm、980nm、1064nm 等波长的半导体激光器。这些激光器在光纤通信、激光泵浦、激光医疗等领域有广泛应用。例如,980nm 半导体激光器常作为掺铒光纤放大器的泵浦源。

长波长半导体激光器:波长通常大于 2μm,主要应用于气体传感、环境监测、医疗诊断等领域。长波长激光对某些气体具有特定的吸收特性,可用于检测气体的浓度和成分。

按应用领域分类

光通信半导体激光器:用于光纤通信系统中,要求具有高的输出功率稳定性、窄的线宽和低的噪声。如分布反馈(DFB)激光器和分布布拉格反射(DBR)激光器,它们能提供稳定的单纵模输出,保证了光通信的高质量和高速率。

光存储半导体激光器:在光盘存储设备中使用,如 CD、DVD、蓝光光盘等的读写操作。不同类型的光盘对激光器的波长和功率有不同要求,例如 CD 使用 780nm 波长的激光器,DVD 使用 650nm 波长的激光器,蓝光光盘则使用 405nm 波长的激光器。

激光加工半导体激光器:需要具备较高的输出功率,以满足材料加工的需求,如切割、焊接、打孔等。通常采用阵列式结构来提高输出功率,可用于金属、塑料等材料的加工。

激光医疗半导体激光器:可用于激光手术、激光治疗、美容等医疗领域。不同的医疗应用对激光的波长、功率和脉冲特性有不同要求,例如 635nm 的半导体激光器可用于光动力治疗,810nm 的激光器可用于激光脱毛。

激光显示半导体激光器:用于激光电视、激光投影等显示设备,要求具有高的亮度、良好的色彩表现和均匀性。通常采用红、绿、蓝三基色半导体激光器混合来实现全彩色显示。

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