半導體激光器的用途非常廣泛,按照不同的類型,有不同的分類方式。松盛光電來介紹半導體激光器的常見分類情況,來了解一下吧。
按工作物質分類
同質結半導體激光器:其結構簡單,有源區和兩側的限制層由同一種半導體材料制成。不過,它存在效率較低、閾值電流較高等缺點,目前實際應用較少。例如早期開發的一些簡單結構的半導體激光器就屬于同質結類型。
異質結半導體激光器
單異質結半導體激光器:由兩種不同禁帶寬度的半導體材料構成一個異質結,這種結構能在一定程度上提高注入效率和限制載流子,相較于同質結激光器,其性能有所提升。
雙異質結半導體激光器:具有兩個異質結,能更好地限制載流子和光場,使閾值電流顯著降低,效率提高,是目前應用較為廣泛的一種半導體激光器結構。例如,在光纖通信、激光打印等領域常用的半導體激光器很多都是雙異質結結構。
按工作方式分類
連續波半導體激光器:可以連續不斷地輸出激光,輸出功率相對穩定。常用于需要持續激光輸出的場合,如激光通信、激光加工中的連續焊接和切割等。例如,在一些長距離的光纖通信系統中,連續波半導體激光器作為光源,能夠穩定地傳輸光信號。
脈沖半導體激光器:以脈沖形式輸出激光,脈沖的寬度、重復頻率等參數可以根據需要進行調整。脈沖半導體激光器具有高峰值功率的特點,適用于激光測距、激光雷達、激光打標等領域。比如,激光測距儀利用脈沖半導體激光器發射短脈沖激光,通過測量激光往返目標的時間來確定距離。
按輸出波長分類
短波長半導體激光器:主要包括紫外、藍光和綠光半導體激光器。紫外半導體激光器可用于光刻、生物檢測、高密度數據存儲等領域;藍光半導體激光器在藍光光盤存儲、激光顯示等方面有應用;綠光半導體激光器常用于激光表演、激光投影等場合。
中波長半導體激光器:典型的是近紅外波段的半導體激光器,波長范圍一般在 0.7 - 2μm,如常見的 808nm、980nm、1064nm 等波長的半導體激光器。這些激光器在光纖通信、激光錫焊、激光塑料焊、激光醫療等領域有廣泛應用。例如,980nm 半導體激光器常作為激光錫焊塑料焊的泵浦源。
松盛光電自主研發976nm恒溫半導體激光器專用于激光錫焊塑料焊接領域,PID算法響應速度快(15μs),不易燒毀焊點。激光器內置溫度閉環反饋系統,通過紅外傳感器對加熱點的溫度實施監測并實時調控,讓加工點溫度恒定在一個設定的溫度來焊接。根據客戶需求有風冷/水冷可選,常規的輸出功率有10W,100W,200W,300W,500W,1000W,2000W等。
長波長半導體激光器:波長通常大于 2μm,主要應用于氣體傳感、環境監測、醫療診斷等領域。長波長激光對某些氣體具有特定的吸收特性,可用于檢測氣體的濃度和成分。
按應用領域分類
光通信半導體激光器:用于光纖通信系統中,要求具有高的輸出功率穩定性、窄的線寬和低的噪聲。如分布反饋(DFB)激光器和分布布拉格反射(DBR)激光器,它們能提供穩定的單縱模輸出,保證了光通信的高質量和高速率。
光存儲半導體激光器:在光盤存儲設備中使用,如 CD、DVD、藍光光盤等的讀寫操作。不同類型的光盤對激光器的波長和功率有不同要求,例如 CD 使用 780nm 波長的激光器,DVD 使用 650nm 波長的激光器,藍光光盤則使用 405nm 波長的激光器。
松盛光電恒溫激光錫焊系統模塊組成圖示
激光加工半導體激光器:需要具備較高的輸出功率,以滿足材料加工的需求,如切割、焊接、打孔等。通常采用陣列式結構來提高輸出功率,可用于金屬、塑料等材料的加工。
激光醫療半導體激光器:可用于激光手術、激光治療、美容等醫療領域。不同的醫療應用對激光的波長、功率和脈沖特性有不同要求,例如 635nm 的半導體激光器可用于光動力治療,810nm 的激光器可用于激光脫毛。
激光顯示半導體激光器:用于激光電視、激光投影等顯示設備,要求具有高的亮度、良好的色彩表現和均勻性。通常采用紅、綠、藍三基色半導體激光器混合來實現全彩色顯示。
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原文標題:半導體激光器的種類有哪些?
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