半导体激光器的工作原理和性能参数介绍
阅读:694 发布时间:2024-12-11
半导体激光器是一种以半导体材料为工作物质,利用半导体中的电子跃迁引起光子受激发射而产生光振荡和光放大的器件,从而产生激光。
半导体激光器的工作原理主要基于受激辐射发光。当半导体材料中的电子在能带间跃迁时,会释放出光子。在半导体激光器中,处于高能级的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子,并跃迁到低能级,这个过程称为光的受激辐射。通过一定的激励方式,使半导体增益介质的能带或杂质能级之间实现粒子数反转,处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。同时,利用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光在谐振腔内来回反射,不断被放大而产生振荡,最终实现光的辐射放大和激光输出。
半导体激光器的性能参数主要包括波长、输出功率、发散角、光束质量等。这些参数直接影响到半导体激光器在不同应用场景中的表现。例如,波长决定了激光器的应用领域,如光通信中常用的波长为1.3μm和1.5μm;输出功率决定了激光器的能量输出能力,对于不同的应用场景需要选择不同输出功率的半导体激光器;发散角决定了激光束的扩散程度,对于需要高精度聚焦的应用场景需要选择发散角较小的半导体激光器;光束质量则反映了激光束的均匀性和稳定性,对于需要高质量激光束的应用场景需要选择光束质量较好的半导体激光器。